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膜生物反应器（MBR）与传统污水处理工艺相比有诸多优点，是目前最有前途的水处理技术之一，然而，膜污染是制约MBR发展的瓶颈。控制膜污染的研究主要围绕三方面展开：膜和膜组件、反应器的运行条件、进水和活性污泥混合液特性。目前通过污泥混合液性质调控以减缓膜污染是研究热点之一。微生物燃料电池（MFC）能有效降解污泥中的胞外生物有机质并回收电能。随着胞外聚合物减少，污泥性质改变，将这种污泥回流至MBR，可能会改善MBR中污泥性质，减缓膜污染。本研究将MFC与MBR联用，建立了一套能够有效抑制膜污染同时回收电能的新系统——MFC-MBR耦合系统，MBR的剩余污泥经MFC处理后回流。以传统MBR、厌氧消化污泥回流-MBR为对照，对MFC-MBR耦合系统中污水处理效果、膜污染情况和污泥混合液的性质进行研究。MBR的剩余污泥经MFC处理后，胞外聚合物中的大量有机物由非溶解态向溶解态转化，上清液中多糖和蛋白质的浓度升高，MFC能够有效去除多糖。污泥干重去除率和TCOD去除率分别为22.50%和15.86%。MFC最大输出电压0.45V，最大输出功率为72.02mW/m~2。MFC-MBR耦合系统的污水处理效果没有明显恶化，COD和氨氮去除率分别为94%和87.3%，出水中磷的浓度几乎不受影响。虽然比耗氧速率略低，但是并没有影响出水水质。在92天的运行时间里，与传统MBR相比，MFC-MBR耦合系统的膜清洗周期延长了35%，有效减缓了膜污染的发生。三套系统系统污泥混合液的MLVSS/MLSS稳定在0.88-0.92之间，系统内几乎没有无机颗粒积累。与传统MBR相比，MFC-MBR耦合系统的污泥产率降低了16%，具有一定的污泥减量的效果。与对照系统相比，MFC污泥回流使MFC-MBR的污泥性质得到了改善。MFC-MBR耦合系统的污泥指数（100mL/gMLSS）较低，沉降性能变好。该耦合系统的污泥比阻和标准化毛细吸水时间降低了近50%，其脱水性能显著提高。MFC-MBR的污泥粘度（2.2mPa·s）得到了有效的控制。MFC-MBR的污泥粒径小于50μm的比例较低，粒径分布变窄，污泥的相对疏水性降低，污泥絮体形状更加规则。这些污泥性质的改变以及其他因素的影响，使MFC-MBR能够有效减缓膜污染。本研究证明，MFC-MBR耦合系统运行效果良好，能够实现污水与污泥的协同处理，且回收电能，减轻后续污泥处理难度，在实际应用中具有很大的发展空间。