生化需氧量（Biochemical oxygen demand,BOD）测定是量化废水中可生化性有机物（Biodegradable organic matter,BOM）的主要方法,而废水中BOM的相对含量决定了该废水采用生物处理的可行性和难易程度。因此,BOD测定对于水质分析和水处理工艺都有重要意义。微生物燃料电池（Microbial fuel cell,MFC）作为一种电化学系统,可以将化学反应释放的能量直接转化为电能,因此具有作为BOD传感器的潜力。目前,MFC用于BOD定量的电信号主要包括电流、电压和库伦量等。本研究采用库伦法检测BOD,将库伦量（Coulombic yield,Q）作为BOD定量的电信号,即BODQ。BODQ检测法是指利用MFC的电量输出与阳极有机底物浓度之间的定量关系式,通过外电路采集到的电荷量直接计算出水样BOM的含量,因而该方法无须建立标准曲线。针对BODQ检测方法目前存在的三个主要问题:响应时间长、检测准确性差、检测浓度范围窄。本文由MFC传感器组成结构对BODQ测试的影响出发,系统考察了几种不同类型的MFC对BODQ测试性能的影响并分析其影响因素,优选适用于BODQ测试的MFC传感器。与传统的五日生化需氧量（BOD5）检测方法相比,优化后的MFC传感器显著加快了有机物的降解速率且缩短了BODQ检测法的响应时间。此外,相比对溶解氧的检测,电信号检测更为准确。本文主要内容及结论如下:（1）针对MFC型BODQ检测体系的稳定性和环境适应性,本论文采用野外河道淤泥中的混合菌群进行培养驯化,并筛选出符合条件的MFC接种液。通过浓度响应实验结果可知,MFC型BODQ检测系统对不同BOD浓度溶液存在良好响应,初步验证了BODQ测试方法的可行性。（2）探究阴极电子受体对MFC型BOD传感器性能的影响,启动铁氰化钾阴极（PF）和空气阴极（Air）MFC。铁氰化钾阴极明显提升了MFC的产电性能并且降低了双室MFC的内阻,而内阻的下降有利于阳极微生物的生长和电子的传递,最终提高了MFC的产电性能和库伦效率。将两组MFC应用于模拟废水的检测,BODQ检测结果显示:相对于空气阴极而言,铁氰化钾作为MFC的电子受体能有效提高BODQ检测法对不同浓度废水的响应值和响应信号稳定性,特别是对于低浓度废水。对于BOD5浓度范围为25～400 mg L-1的GGA溶液,BODQ检测法所需的响应时间为10～48 h。（3）探究阳极材料对MFC型BOD传感器性能的影响,阳极分别选用二维碳布阳极（CC）和三维平面碳毡阳极（CF）。通过MFC的电化学测试得到阳极材料比表面积并不是影响本实验输出功率的主要原因,而材料的孔隙结构和其表面的生物膜生长状态会对MFC的库伦效率存在影响。通过对模拟废水的检测,BODQ检测结果显示:相对于碳布阳极MFC,碳毡阳极MFC检测到的BODQ值准确度和库伦效率更高。对于BOD5浓度范围为25～400 mg L-1的废水样品,碳毡阳极MFC的响应值更高,响应信号更稳定。这主要是由于碳毡阳极的互通孔道结构更有利于微生物的生长、底物的传质和电子的传递。本文探究了阴极电子受体和阳极材料对MFC型BOD传感器性能的影响,并对BODQ测定过程的影响因素进行分析。结果显示构成碳布和碳毡的碳纤维其表面化学性质不存在明显差异,但材料的平面和三维结构会对MFC传感器的BODQ测定性能存在影响。对于碳材料（碳布和碳毡）MFC传感器而言,高效的阴极电子受体在BODQ测试中起到了主导作用,特别是对于低浓度废水的BODQ测定影响更为显著。本研究取得的成果,对于MFC型BOD传感器和BODQ检测法的实际应用具有一定的参考意义。