矿产资源的开发能够促进人类社会和经济的发展,但是矿产资源在开发过程中会不可避免的产生大量的废弃物,其中产生的酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）就是污染生态环境最严重的问题之一。人工湿地法被越来越多的应用于AMD的修复,具有维护费用低,维护简单,抗干扰能力强的优点,并且湿地上的植物具有景观价值。本研究采用猪粪、花生壳和花生秸秆为有机基质,菖蒲为湿地植物,将垂直流的人工湿地和人工湿地耦合微生物燃料电池系统进行串联,考察了有机基质和养猪废水作为碳源条件下多单元湿地系统对AMD的修复效果以及生物发电效能,分析了AMD和养猪废水进行处理后的动态水质变化和生物发电情况,并通过16S r DNA测序探讨了多单元湿地系统内微生物群落结构的特征,探究了微生物和污染物去除的关系。本研究结果可以为应用此类多单元湿地系统高效修复AMD、养猪废水并进行生物发电等方面提供技术依据。第一阶段中,p H为4.0的AMD经过该多单元湿地系统处理后出水能够达到弱碱性（p H在7.6～8.3）,成功解决了AMD的酸污染问题。该多单元湿地系统对Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cd2+和Zn2+的去除率均分别为98.0%、86.4%、99.5%、100%和99.6%,除Mn外都达到了《中国污水综合排放标准（GB8978-1996）》和《煤炭工业污染物排放标准（GB20426-2006）》。该多单元湿地系统对AMD和有机基质发酵产生的COD、N和P有较好的净化效果,SO42-、COD、NH4+-N、TP和TN的平均去除率分别为62.2%、53.1%、57.1%、69.0%和42.5%。将高重金属浓度的AMD和高氨氮的养猪废水混合液作为第二阶段的进水,混合液在多单元湿地系统处理下出水p H在8.1～8.5之间,Mn2+的平均去除率增加到91.2%,其它重金属(Fe2+、Cu2+、Cd2+和Zn2+)的平均去除率都达到了99%以上。此外,多单元湿地系统对COD、NH4+-N和TN的去除效果更好,平均去除率分别为83.9%、81.8%和75.7%。进行AMD治理时同步进行生物发电,下层的CW-MFC系统输出的平均电压为280 m V,平均电流密度为2.23 m A/m~2。因此,养猪废水可以作为一种低成本碳源应用于AMD的治理中,达到以废治废和资源回收的目的。微生物群落组成分析表明,多单元湿地系统中微生物群落结构存在较大的差异性。多单元湿地系统中优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidota）。SRB菌群（Desulfatirhabdium、Desulfovibrio、Desulfobulbus、Desulfosporosinus和Desulforhabdus）、硝化细菌（Nitrosomonas、Nitrospira）、反硝化细菌（Thiobacillus、Thauera、Desulfovibrio和Pseudomonas等）和电化学活性细菌（Pseudomonas、Desulfuromonas和Geobacter）等细菌的存在降低了多单元湿地系统硫酸盐、COD的出水浓度,提高了污染物的去除率和生物发电量（最大电压为337 m V,库伦效率为0.57%）。