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酚类污染物是广泛存在于环境中的一类难降解污染物,对水资源安全和人类健康构成了巨大威胁。2-氯酚和苯酚是最具代表性的酚类污染物,具有高毒性和生物难降解性。由于含有更难被降解的碳-氯键,2-氯酚废水的降解比苯酚废水的降解更为困难。生物电化学系统（Bioelectrochemical system,BES）是极具潜力的酚类污染物降解技术,一方面,其阳极可以作为电子受体促进苯环的氧化断环,另一方面,其阴极可以作为电子供体促进卤代酚的脱卤还原。本研究针对2-氯酚在BES阴极只能完成脱氯,脱氯产物无法进一步降解的研究现状,提出了连续式阴极-阳极的BES运行新模式,以实现2-氯酚的高效脱氯和断环。通过双室BES的阳极苯酚废水和阴极2-氯酚废水同步处理试验,确定了阳极乙酸钠共基质的最适添加浓度和BES的酚类污染物降解负荷。进而开发连续式阴极-阳极运行新模式BES,对2-氯酚废水进行高效降解。在新模式中,2-氯酚废水作为阴极进水可先在阴极完成脱氯,而后阴极出水作为阳极进水进入阳极室,脱氯产物苯酚实现进一步降解。阳极苯酚和阴极2-氯酚的同步处理试验主要考察了双室BES的酚类污染物降解能力。结果表明,当乙酸钠共基质与酚类污染物的摩尔浓度比为3.66/1.56时,反应器可同时具有良好的电化学性能和阴阳极酚类污染物降解性能。当酚类污染物浓度为1.56 m M时,阳极苯酚降解效率可达67.05%,阴极2-氯酚脱氯效率可达80.15%。但是,随着酚类污染物浓度的增加,系统电化学性能和污染物降解性能均随之降低,当污染物浓度达3.12 m M时,由于酚类污染物毒性过高,BES生物阳极失活,系统最终崩溃并丧失酚类污染物降解能力。基于同步处理试验运行经验,开发了连续式阴极-阳极运行模式BES来降解2-氯酚废水,衡量了2-氯酚的总体降解效率和关键运行参数（外加电压和阴极进水p H）对BES性能的影响。结果表明,新型连续式阴极-阳极运行模式BES可以实现2-氯酚的高效降解。当外加电压为0.6 V,阴极进水p H=7时,BES运行效果良好,此时阴极-阳极运行模式BES对2-氯酚的整体降解效率达58.91%。较低的外加电压或阴极进水p H会对BES的酚类污染物降解性能产生负面影响。对生物阳极的电化学性能和生物群落结构分析表明,生物阳极是决定BES运行性能的关键因素。不同运行条件会通过影响生物阳极中微生物的群落组成和功能性微生物的基因丰度进一步影响BES的电化学性能和酚类污染物降解性能。