微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种新兴的环境生物技术,所富集的产电微生物能够转化有机废物为电能。目前相关研究集中于中温(20-40℃)条件,而在高温(55℃)条件下的研究较少。因此在本论文研究中,将乙醇作为电子供体,构建两室的高温微生物燃料电池(thermophilic microbial fuel cell,TMFC),分析了其产电性能,并通过高通量测序和16S rRNA克隆文库测序的方法表征了产电微生物组成。通过实验研究得到以下结论:TMFC的开路电位约为650 mV,最大电压约为550 mV,最大功率密度为437 mW/m~2,库伦效率为20.5±6.0%;菌群分析表明主要高温产电菌是未经培养的细菌克隆A55_D21_H_B_C01(属于厚壁菌门细菌),相似度达到99%,占TMFC生物膜中所有细菌的90.9%。这种未知的细菌为研究高温产电微生物提供了新的方向。此外,我们探究了不同温度(低温与强高温)对微生物燃料电池产电性能的影响。但是在低温(15℃)和强高温(70℃)条件下,产电不稳定,产电微生物仍需要长期培养。乙酸和丙酸等挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)中间体溶液会对厌氧消化(Anaerobic digestion,AD)性能产生重大影响。电渗析技术(Electrodialysis,ED)可以用于发酵液中乙酸和丙酸的分离,而高温微生物燃料电池产生的电能可以驱动电渗析。因此,本论文通过考虑代谢物浓度和培养基等条件对乙酸和丙酸回收的影响。实验结果表明:在培养基存在的情况下,施加直流电能够去除乙酸和丙酸。但是在低代谢物浓度下(3 g/L),电流效率低于70%,甚至在30%左右,能耗最高值达到46.0 kW·h/kg。分析表明,稀释室的内阻是导致ED高能耗的主要因素。在ED-AD系统中,我们发现施加的电流可以显著降低细菌活性,在ED实验后的20天内没有检测到甲烷产生。因此,需要将厌氧菌与发酵液分离以维持AD中细菌的活性。因此,本论文通过研究高温微生物燃料电池的产电性能,利用电渗析去除AD运行过程中累积的挥发性脂肪酸,为厌氧消化和电渗析技术的发展提供了新的思路和方案。