随着环境标准的日趋严格,排污量大的棕榈油生产加工行业正面临着前所未有的巨大挑战。棕榈油废水(Palm oil mill effluent,POME)的现有处理工艺不仅污染物去除效率有限,而且其能源利用率低,因而亟待寻求一种高效、经济可行且环境友好的新型水处理技术。在面临环境污染及能源耗竭两大难题的当今世界,微生物燃料电池(Microbialfuel cell,MFC)作为一种可直接将化学能转化为电能输出的新型生物反应器已在环保领域的应用中逐渐显示出了其可同步实现污染物高效去除和产电的优势。　　 本研究旨在将MFC引入到常规水处理工艺之中,通过与其他生物及物化等处理方法的耦合以期实现POME的资源化处理,并系统探讨了其技术可行性、相关参数的优化以及污染物的降解去除规律等。　　 采用间歇运行的“三合一”型单室空气阴极MFC验证了POME实现同步产电及污染物去除的可行性,并在此基础上构建了集厌氧、兼氧和好氧于一体的升流式无膜微生物燃料电池(Upflow membrane-less microbial fuel cell,UMLMFC)。通过对比不同电极材料、进水COD浓度及HRT等运行操作条件后发现:当以成本低廉且性能优越的PbO2/Ti为阴极材料时,UMLMFC在HRT为24h,进水有机负荷OLR提升至4 kgCOD/m3·day的条件下可获得相对最优的产电及污染物去除性能,即:输出功率密度和COD去除效率分别为49.7 mW/m2以及82.7％。　　 UMLMFC的结构特性使其在高负荷下仍具有一定的产电及污染物去除能力。在OLR高达10 kgCOD/m3·day且总HRT为48 h的条件下,两级UMLMFC体系在常温下的水处理效果便要明显优于传统两相厌氧体系,其平均COD及NH3-N去除率分别可高达92.4%和65.7%左右。将铁炭微电解工艺与UMLMFC2阴极室相耦合后,两级UMLMFC体系的污染物去除效率及其出水的可生化性能均有所提高,从而为后续的固定化曝气生物滤池(Immobilized biological aerated filter,IBAF)实现高效脱氮及剩余有机物的去除提供了有利因素。POME经UMLMFCs-IBAFs组合工艺处理后,其COD及NH3-N的总去除率分别为96.5%和93.6%,且出水NH3-N和BODs均可达到马来西亚工业废水的A级排放标准。　　 UMLMFCs及IBAFs反应器内同步硝化反硝化过程的存在是POME中NH3-N得以高效去除的主要作用机制。紫外吸收扫描及GC-MS测试的结果则表明:UMLMFC段多种微生物的协同作用以及与之耦合的铁炭微电解所具有的氧化还原、吸附和混凝沉淀等作用使得POME中的酚类、吲哚类及酯类等大部分有机污染物在进入IBAF好氧段前即已得到了较为充分的降解及去除,且最终生化出水中以分子量小于500的长链烷烃类有机物为主。其中,与铁炭微电解耦合的二级UMLMFC不仅具有最高的污染物去除效率,而且其能源利用率较高。　　 当以可生化性较差的一级IBAF生化出水为处理对象时,采用Fenton氧化及活性炭吸附两种物化深度处理法均能使处理后的出水COD值降至100 mg/L以下,可达到马来西亚工业废水的B级排放标准。　　 本文构建了UMLMFCs—IBAF—物化深度处理组合工艺,并对各处理单元进行了优化,探讨了污染物的降解去除规律,其处理后的出水可满足相关排放标准的要求。该组合工艺不仅为POME的资源化处理提供了一条可供选择的新途径,亦为其在实际工程中的应用奠定了一定的理论基础。