当前农村污水处理率及现有设施处理效率仍然较低,农村污水处理效能亟待重视和提升。生物与生态组合工艺在农村污水处理中应用较为广泛,其中人工湿地是最为常见的生态处理单元。然而实际处理中,人工湿地面临深度脱氮困难、进水碳源不足等问题。构建双阴极MFC耦合组合填料潜流湿地（MFC-CW）、未耦合MFC的组合填料潜流湿地（CW）,并与普通沙砾湿地（CK）进行对比,研究各系统强化农村污水处理效能。探讨进水水质、水力负荷和季节温度对系统除污产电效能的影响,阐明污染物去除路径和机理。开展湿地生物质凋落物协同利用增效研究,优化耦合系统脱氮产电效能。主要研究结果如下:（1）MFC-CW采用双阴极布置可以提高污染物去除效果、降低系统内阻,提高产电稳定性。夏秋季种植小米草提高了系统污染物去除和产电效能,但冬季由于气温降低使得种植黑麦草的湿地系统NH4+-N去除率以及MFC-CW的平均输出电压和最大功率密度下降。（2）C/N、氮源组成、水力负荷、季节变化对脱氮影响较大,进水水质浓度波动对氮去除影响较小。TN去除率随C/N提高而提高,最大均值MFC-CW＞CW＞CK。NH4+-N占比为40%、水力负荷为0.25 m/d时三组湿地的脱氮效率相对较高,春夏季系统的总氮去除率比秋冬季更高。进水水质、水力负荷和季节变化对COD去除影响较小,出水COD基本可满足国标GB18918-2002和江苏省地标DB32/3462-2020一级A。（3）进水水质、水力负荷、季节变化对MFC-CW的产电效能存在重要影响。提高进水COD浓度、NH4+-N占比或进水水质浓度可以提供更多的电子供体、更高的电极电势差,MFC-CW输出电压也更高。适度增加水力负荷可以提高其产电效能,最大输出电压均值可达0.156 V。在同样的进水水质和水力负荷条件下,对四个季节的输出电压平均值进行对比,夏季输出电压均值远高于其他季节。（4）CW、MFC-CW和CK的吨水投资分别约为3042元/t、3168元/t和2584元/t（仅人工湿地处理单元投资）,MFC-CW附加建设费用相对较低。当进水碳源充足（C/N≥4）、氨氮占比较低（≤60%）时,MFC-CW脱氮除磷优势显著。（5）按照200 g/m~2投加黑麦草（每10天重复投加）可显著提高湿地脱氮效果,不存在有机物二次污染风险。添加黑麦草后湿地TN出水浓度显著降低（P＜0.05）,出水TN最大值可以满足国标GB18918-2002和江苏省地标DB32/3462-2020一级A。MFC-CW（81.94%±7.30%）的TN平均去除率相对最大,耦合MFC可以有效提高潜流湿地生物质水解和脱氮效能。MFC-CW中投加的黑麦草60 d质量损失高达89.52%,初期会迅速释放出大量有机物,但最终可被湿地截留或生物利用,最大出水COD浓度可以满足国标GB18918-2002和江苏省地标DB32/3462-2020一级A。（6）添加黑麦草对产电具有积极影响,在水平潜流湿地耦合微生物燃料电池具有可行性。添加黑麦草凋落物后,MFC-CW的整体平均电压、最大功率密度可分别提高38.71%和22.22%。（7）湿地脱氮主要依靠微生物去除,磷主要依靠基质吸附去除。耦合MFC可以提高湿地微生物多样性和丰富度,进而促进湿地脱氮并加速生物质水解。MFC-CW阳极A处Denitratisoma和Simplicispira相对丰度提高,耦合MFC有助于促进湿地通过部分反硝化耦合厌氧氨氧化途径脱氮。湿地中与硝化作用有关的常见菌属主要是Devosia、Nitrospira,反硝化脱氮相关菌属包括Tessaracoccus、Thermomonas等,其中Thermomonas和Pseudarthrobacter是参与阴极脱氮的重要菌属。参与生物除磷的菌属主要是聚磷菌Comamonadaceae,异养硝化-好氧反硝化菌Paracoccus和反硝化除磷菌Flavobacterium、Pseudorhodobacter是湿地系统潜在的脱氮除磷菌属。添加黑麦草后绿弯菌门（chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度（5.92%和8.62%）提高,凋落物促进了与黑麦草分解和碳循环相关的菌门生长。湿地中富集的大部分菌属同时参与脱氮和有机质降解,黑麦草强化了氨氧化-硝化-反硝化为主的传统脱氮路径。黑麦草对优势菌属影响显著,耦合MFC可以促进生物质水解菌属生长。