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微生物燃料电池(MFC)作为一种新型的产能装置，可以直接将有机物转化为电能，为利用有机废物提供了一个新的途径，是近年研究的一个热点。MFC反应过程具有反应条件温和、适用底物范围广、无污染等优点。但是传统的质子交换膜MFC中，由于质子交换膜的存在，既增加了反应器的成本，又使反应器的运行维护比较困难。对新型的无膜MFC的研究具有重要的理论和实际应用价值。黄姜废水是在利用黄姜生产皂素的过程中所产生的一种高浓度废水，其处理比较困难，需要对其进行资源化利用的研究。通过对新型无膜MFC处理黄姜废水工艺的研究，能够为黄姜废水的资源化再利用提供一种途径。
本文设计了一种新型折流板无膜MFC，采用折流板代替质子交换膜，降低了反应器的构建成本；同时将石墨板以60°的斜度插入两极室作为电极，斜板也可以起到沉淀的作用。考察了运行参数—进水浓度、水力停留时间和阴极曝气速率—对反应器性能的影响。首先利用双室MFC考察黄姜废水是否可以作为MFC的降解底物，并进一步将该折流板无膜MFC用于黄姜废水的处理，在阴极曝气和加入Fenton试剂的情况下，分别考察了反应器的污染物去除和产电性能。结果表明：在无质子交换膜的情况下，该折流板无膜MFC的输出电压可以达到传统双室质子交换膜MFC的水平，同时COD的去除效率可以达到90％以上，氨氮的去除效率可以达到95％以上。水力停留时间、进水浓度以及阴极曝气速率是折流板MFC性能的主要影响因素。在阴极曝气速率为60mL/min，进水浓度<3000mg/L，HRT>36h的运行条件下，反应器的产电性能和污染物去除效果比较好。利用双室MFC在不同的接种条件下处理黄姜废水，表明黄姜废水可以作为MFC的降解底物，综合考察产电情况和污染物去除情况，采用黄姜废水驯化菌种和厌氧污泥联合接种的反应器输出电压比较高，在1000Ω的外阻下，输出了350mV的电压，同时污染物的去除速率比较快，在350h的处理时间下，COD去除率达到了90％。以折流板无膜MFC为反应器处理黄姜废水，采用黄姜废水驯化菌种和厌氧污泥联合接种，反应器运行参数：水力停留时间为77h、进水TOC730mg/L以及阴极曝气速率60mL/min下，反应器可以有效的去除污染物，TOC的去除率达到了85.0％，同时也可以输出电能，1000Ω的外电阻下，反应器输出了246.7mV的电压，功率密度达到67.6niW/m3。进一步采用折流板无膜MFC-Fenton氧化联合方法处理黄姜废水，反应器可以输出189.4mV的电压，功率密度达到54.1mW/m3.由于Fenton试剂的混凝作用，阴极出水的TOC去除率更高，达到94.8％，出水TOC达到了37.8mg/L。