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氮既是地球上的生命体不可或缺的重要元素之一,也是一种非常有价值的自然资源。然而,随着现代工业和农业的发展,人类活动带来了氮的各种污染问题,比如水体富营养化加剧、大气酸化、水质不断恶化等等,对人类的身体健康以及生存环境构成了严重的威胁。相较于传统的脱氮工艺而言,以生物电化学系统（Bioelectrochemical System,BES）为基础的脱氮技术具有在降解污染物的同时产生电能、更加节能、处理效率更高、对废水适应性较强等优点,近年来备受研究学者们的关注。本研究综合了BES能够同时去除和回收氮的优势特点,以及利用BES为正渗透膜系统（Forward Osmosis,FO）回收驱动溶质的可能性,创造性地提出了使用微生物脱盐电池（Microbial Desalination Cell,MDC）对稀释后的FO驱动溶液进行脱盐,并在阴极室回收氨氮作为新的驱动溶质的方法,以期能够同时实现阳极室产电和去除污染物、脱盐室去除氨氮、阴极室回收氨氮的目的。本研究为FO驱动溶质的回收提供了一种新的思路,对MDC与FO耦合领域的研究具有一定的理论意义和参考价值。主要的研究结果如下:（1）在BES的启动阶段,采用阶梯降低负载电阻的方法对阳极产电菌群进行驯化,根据底物消耗情况更换营养液。经过两个月的驯化,反应器产电情况逐步稳定,电压稳定在-0.5 V左右,表明阳极微生物驯化成功,BES正常启动。（2）为了提高反应器的电子传递效率,本研究选择中性红（Neutral Red,NR）作为电子中介体加入BES的阳极。利用循环伏安法（Cyclic Voltammetry,CV）对阳极液进行扫描,验证了NR的作用机理。实验结果表明,加入NR能够提高微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）的能量输出:NR浓度为0.05 mM、0.10 mM和0.15 mM的三组反应器的最大功率密度分别为260.78 mW/m3、270.41 mW/m3、228.65 mW/m3,分别是对照组（146.03 mW/m3）的1.8倍、1.9倍和1.6倍;此外,加入NR还能够降低MFC的传质内阻。其中,阳极加入浓度为0.10 mM的NR之后,内阻的降低最为显著（4.33Ω,对照组的内阻为7.81Ω）。（3）MDC在运行过程中的电化学性能良好,其产生的峰值电流可以达到20 mA左右,峰值电流密度约为80 A/m3,最大功率密度为32 W/m3,内阻约为22.5Ω;在污染物去除方面,MDC阳极室中COD去除效率为83.1±3.2%,脱盐室中氨氮去除效率为72.1±5.5%,阴极室中氨氮回收效率为68.6±4.6%;阴极液中的氨氮浓度经过19个反应周期之后逐渐增加至11.54 g/L,该浓度足以为FO系统回收新的驱动溶质提供氨氮来源。（4）对影响MDC性能的三个关键因素—外接电阻、脱盐室的初始盐溶液浓度以及阳极液中缓冲溶液的浓度进行优化分析表明:当外接电阻为10Ω时,MDC产生的最大电流密度约77.8 A/m3,氨氮的去除和回收效率都最高,分别是72.1±5.5%和68.6±4.6%;当脱盐室的进水为0.25 M NH4HCO3溶液时,MDC的氨氨去除效率最高,约为84%,氨氨的回收效率也为最高,约为78%;脱盐室中的HCO3-可以在电流的驱动作用下进入阳极室,能在一定程度上缓解阳极电解液的酸化,从而为阳极产电细菌提供稳定的生存环境。此时,向阳极液中添加浓度为0.01 M的缓冲溶液已经足以维持MDC系统的稳定性,可以节省化学试剂以及运行成本。