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微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是通过微生物代谢作用将有机物氧化进而产生电能的装置，其具有能量利用高效，原料广泛，反应条件温和等特点。但目前依然存在产电机理和产电菌产电特性不明确、控制参数不合理等问题，产电微生物作为MFC输出电压的核心，分析其生物特性对于深入理解MFC的产电机理及优化MFC控制参数有重要的理论和实践意义。本文以碳布为阳极，载铂碳纸为阴极，构造“二合一”型单室微生物燃料电池。用西安第四污水处理厂回流污泥为接种污泥，模拟生活污水为产电底物，研究MFC启动特性以及分别控制和改变阳极电势、氧化还原电位后MFC产电特性与电化学活性。旨在解析产电机理，分析产电菌代谢类型，寻找最佳的控制运行参数，提高MFC输出电压。研究结果表明：(1)在MFC启动瞬间，改变阳极进水基质中ORP，当进水基质中ORP高于-250mV后不利于MFC瞬间电压的输出，不同ORP下达到最高输出电压所需要的时间随着ORP的增加而增加。(2)将挂膜成功并且稳定输出电压为150mV时的阳极碳布超声破碎去除附着微生物后，分别放入无任何微生物的基质和含有悬浮微生物的基质中，输出电压分别仅有4.6mV和15.5mV，说明产电微生物在附着过程中对阳极碳布几乎无影响，可以推断MFC输出电压主要依靠阳极附着微生物，悬浮微生物对输出电压贡献较小。(3)在正常启动下，将阳极电势由-380mV分别降低到-700mV和升高到200mV过程中，库伦效率分别由3%增加到6.7%和19.7%；最大功率密度分别由37.48mW/m2分别降低至13.35mW/m2和增加至-200mV时的65.4mW/m2；而相应内阻(除200mV时降低至372Ω)普遍增大；发酵类型以易分解的丙酸型发酵为主，有机酸能够在20h左右迅速分解。表明，当阳极电势在-200mV左右时，MFC能够获得较高的库伦效率和最大的功率密度，可以在不降低反应速率前提下降低转移阻抗和内阻使得MFC能够稳定运行。(4)在正常启动下，当ORP由-250mV升高到-100mV过程中，库伦效率由3%先增加到5.2%再降低到3.9%；最大功率密度也由37.48mW/m2降低至8.56mW/m2；相应内阻由599Ω增大到1490Ω。表明，由于持续通入氧气增加氧化还原电位，导致MFC库伦效率、最大功率密度降低、内阻增加，不利于MFC的稳定运行。这可能是由于厌氧发酵受抑制，反应速率降低，并且增加了电荷转移阻抗和电极/溶液界面的双电层电容所致。