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近年来随着经济的发展和人类需求不断的增加，人类对能源的消耗速率不断的提升，随之而来的环境问题也日益严重。而微生物燃料电池(Microbial fuel cells)作为一种有一定能源回收能力的清洁的新技术被许多学者所关注。本论文围绕MFCs的实际应用潜力对MFCs传感器技术和MFCs水处理技术进行了研究。设计并构建了MFCsBOD传感器和水处理中试装置，分别探讨了其可行性和性能。 为了提高MFCs的产电性能，本文利用旋转圆盘电极系统，研究了MFCs的阻抗特性和传质内阻。研究发现当电极旋转时，MFCs的功率密度可增加40％，阳极内阻可减少14.2％。据此构建了旋转圆盘电极MFCs BOD传感器。研究发现MFCs的输出电流与BOD浓度在10～200 mg/L的范围内呈良好的线性关系，在无电极旋转的情况下，线性相关系数r为0.9893，平行实验标准差为0.01427。并且电极的旋转较于无电极旋转系统能较明显的提升传感器的准确度和精确度，在电极转速为480rpm时，线性相关系数r提高到了0.9982，标准差减少到0.01162;并且响应时间只有约30 min。 开展了微生物燃料电池处理养猪场废水的中试研究。试验装置有效容积为305 L，设计水力停留时间(HRT)为24 h。本文考察了该装置对养猪场废水的处理效果及其产电能力，结果表明，当反应器稳定运行后，出水COD保持在500 mg/L以下，达到污水排入城市下水道水质标准。并且出水恶臭明显减少。出水重金属全部指标均达到农田灌溉水质标准;然而，出水氨氮与总磷去除效果较差。外接1Ω电阻时，输出电压保持在400mV以上;最大功率密度达到154.9mW/m2。