近年来,随着我国环保意识的加强,构建可持续和自维持运行的生物电化学废水处理系统成为了各研究者们关注的重要命题。本研究选用好氧反硝化菌作为目的菌株,结合固定化技术构建菌藻微生物燃料电池（Photosynthetic Microbial Fuel Cell,PMFC）处理氨氮废水,旨在利用菌藻相互作用促进氮素的转化,并减少处理过程中中间产物的生成,将生物电化学系统与生物间相互作用联系起来,以期可以利用生物间相互作用保证系统的自维持运行效果。本研究将菌株与微藻混合制备成固定化小球作为阴极接种微生物构建了PMFC,探究系统的产电性能以及系统的脱氮能力,同时对菌株的转化氮素的机理与特性进行了探究。最后,通过改变系统的初始生物量接种量、初始进水浓度及菌藻配比等因素,探究不同因素对体系的不同影响。现主要研究结论如下:（1）通过添加石墨对固定化小球进行优化,探究了石墨添加前后小球对氨氮的转化效率,发现石墨的添加对菌株转化氨氮的效率没有产生影响,结合扫描电镜和渗透性实验进一步对固定化小球的理化性质进行了分析,结果显示,包埋了菌藻的小球其菌株和微藻均匀且紧密地分布在小球中,石墨的添加对小球的多孔结构没有明显影响,说明小球内部的微生物能够与废水中的物质顺利进行反应,还能有效地限制菌藻的流失;对菌、藻、菌藻混合体系对氨氮的去除效率进行了初步的探究,结果表明:在相同条件下,菌藻混合体系对氨氮的去除效果明显优于单独的菌、藻。（2）使用固定化菌藻小球构建PMFC系统,探究了其产电效率,结果显示本体系的开路电压为0.66V,最大功率密度约为0.15W/m~3;监测了系统中氨氮及其中间产物浓度的变化,结果显示,经过168h的处理,大部分氨氮被去除,其中只有一小部分转化为硝酸盐,而几乎没有亚硝酸盐的产生,说明废水中的NH4+-N大部分转化为N2被去除。通过动力学分析了菌藻小球去除NH4+-N的效率,可知其去除过程符合一级反应动力学。（3）通过对以不同氮素为唯一氮源的菌株生长阶段进行精确的划分,结合各氮素浓度的实时变化情况,对菌株的脱氮过程进行了动力学分析,探究菌株的脱氮途径,结果显示,本实验所选枯草芽孢杆菌对NH4+-N、NO3--N和NO2--N均有去除效果,在48h的实验过程中,发现其能在利用NH4+-N的同时以NO3--N和NO2--N作为底物进行代谢,说明该菌株可以进行同步硝化和反硝化反应,判定其脱氮途径为完全硝化反硝化。最终经过48h处理后其对NH4+-N、NO3--N和NO2--N的转化效率分别为80.78%、70.19%和78.63%。（4）通过改变初始生物量、进水浓度和菌藻配比探究不同条件下PMFC体系对氨氮去除效率影响,结果表明:本实验所构建的体系,初始生物投加量10%、初始进水浓度为50%、菌藻混合比为菌:藻=3:1时氨氮去除效果达到最高值,最大去除效率为91.42%。