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偶氮染料是一种常用的人工合成染料，其降解过程中会产生致癌性物质。偶氮染料生物降解原理为先共代谢厌氧生物还原偶氮键脱色，再进一步好氧生物降解芳香胺。双室型微生物燃料电池（MFC）的厌氧阳极与好氧生物阴极能分别满足偶氮染料两阶段降解所需要的氧化还原环境条件，可分别在MFC厌氧阳极与好氧生物阴极实现偶氮染料的高效降解，同时，MFC以共基质为燃料实现同步产电。针对MFC同步降解偶氮染料和产电过程中偶氮染料及其降解产物对阳极产电菌活性的抑制、偶氮染料脱色液矿化率不高、阴极负载金属催化剂和需曝气以及使用缓冲液导致的问题，本研究以蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）和厌氧-好氧混合污泥接种阴、阳极，以刚果红（300mgCOD/L）为模型偶氮染料，葡萄糖（500mgCOD/L）为共基质，通过单电极驯化再重新组合成全电池的方式构建了藻/菌MFC。研究在反转极性下藻/菌MFC同步pH自中和、降解偶氮染料和产电的特性与机理，获得的主要研究结果和结论如下：4个月以上的在线监测反转极性藻/菌MFC阴、阳极pH变化情况结果表明，在无人为调控pH情况下，反转极性前阳极pH从7±0.2降到6±0.2，阴极pH由7.7±0.2升高到9.2±0.2。反转极性后，阳极pH回升到9.0±0.2，而阴极pH回落到6.6±0.1，实现了阴阳极pH自中和。pH自中和机理为：由于电场电势所驱动，反转极性前，阳极阳离子（主要阳离子Na+、K+、Mg2+）都优先于H+大量跨膜传递到阴极，导致阳极H+的积累，阴极的OH-也因得不到及时的反应而累积，导致阳极酸化，阴极碱化。而反转电极后，三种主要阳离子向反极性室扩散，同时原来积累的H+和OH-变成了各自电极的反应物，最终实现了pH自中和。此外，阳极的共基质（葡萄糖）在24h内耗尽，产生乙酸作为藻/菌MFC产电的基质，也是导致阳极酸化的原因之一，但是随着乙酸的进一步分解产能，阳极酸化减缓。反转极性pH自中和的同时实现了同步产电。藻/菌MFC反转前的最大功率密度为82.6mW/m2，反转电极后，降低约23.7%。刚果红脱色产物对藻产生毒害作用以及脱色产物返色，降低了藻光合产氧效率，或刚果红脱色产物好氧矿化过程与阴极争夺氧气，影响了阴极氧还原过程。电极极性反转后，两种MFC的阴、阳极极化阻抗均下降，其中藻/菌MFC的下降幅度远远大于无藻MFC，反转电极可改善产电效能。其中刚果红及其脱色产物可作为电子介体，加速阴阳极电子传递，从而降低了反转后电极阻抗。葡萄糖共基质下，藻/菌MFC在12h内脱色率达98%，是无藻MFC对刚果红的脱色速率的2.1倍。反转电极后，藻/菌MFC矿化速率为0.46mg COD/L· h，比无藻MFC快20%。藻菌协同作用强化了刚果红脱色及脱色产物的矿化。藻/菌MFC反转极性降解刚果红可长期稳定运行。刚果红在藻/菌MFC阳极厌氧还原，发色基团—偶氮键断裂，产生了6种芳香胺类中间产物，这些中间产物反转极性后在好氧生物阴极继续好氧降解,生成了更为简单和低毒产物。