榨菜生产是重庆涪陵的重要经济产业之一,而“涪陵榨菜”更是与欧洲酸菜、日本酱菜并称世界三大名腌菜。然而,榨菜在生产过程中会生成大量成分复杂的高盐、高氮、高有机废水,这些废水若直接排放,将会给整个三峡库区水环境质量安全带来严重威胁。由于榨菜废水中盐度较高,一般的生物处理法会因为微生物活性受抑而导致有机物降解过程受阻;又因为榨菜废水中含有大量悬浮物,并不利于传统物化处理技术的应用。生物阴极微生物脱盐燃料电池（Biocathode microbial desalination cell,BMDC）是微生物脱盐燃料电池（Microbial desalination cell,MDC）的一种,其原理是利用在阳极附着生长的产电微生物氧化分解有机污染物产生电能,于电池阴阳极间形成一个电场,中间脱盐室溶液中盐离子在电场力的推动作用下得以去除,能够在无外部能源输入的情况下实现产电、脱盐和污染物降解等多重功能。BMDC特点在于采用好氧微生物作为阴极电极催化剂,相较于其它类型MDC中使用不能够循环利用且可能会造成二次污染的铁氰化钾溶液或价格高昂但又容易因污染而发生中毒的金属Pt做催化剂,具有安全环保、成本低廉的优点,更重要的是其阴极能够实现脱氮的功能,这是物理-化学阴极MDC所做不到的。而榨菜废水不仅含有较高盐度和大量有机物,通常还含有高浓度的氨氮和磷酸盐,因此将BMDC用于榨菜废水的处理是十分值得探讨和研究的。本文以高盐、高氮、高有机涪陵榨菜废水为处理对象,以生物阴极微生物脱盐燃料电池BMDC为研究主体,构建了经典三室BMDC,并从产电性能、脱盐性能、有机物降解性能和膜污染控制等角度,探究了BMDC用于榨菜废水处理的可行性,以期为低成本、高效率处理榨菜废水提供新的研究方向。主要结论如下:开发了以好氧微生物为阴极催化剂的BMDC,与使用Pt作为阴极催化剂的PDMC相比,BMDC的输出电压在一定程度上优于PMDC,在多次产电周期内,BMDC最高输出电压均值为593.85 m V,高于PMDC的531 m V;由于BMDC阴极电极表面生长的生物膜,在经过一段时间的脱盐运行后,内阻只有75Ω,同时期PMDC内阻却达到165Ω;更低的内阻带来更高的输出功率,BMDC最大输出功率6.55 Wm-3,是PMDC的2.15倍。在脱盐方面,BMDC的平均脱盐速率为20.16mg/（L·h）,略快于PMDC,中间盐室盐度由20.3 g/L降至1 g/L,BMDC耗时980h,脱盐率达95%以上。两者阳极有机物去除率都超过94%,其中BMDC的COD最高去除率为95.87%,但其库伦效率略低于PMDC。为了快速、高效地对榨菜废水进行脱盐处理,探究了不同进水COD浓度对BMDC的影响。在进水COD浓度分别为300 mg/L、600 mg/L、900 mg/L的BMDC1#、BMDC2#和BMDC3#中,峰值电压分别为641 m V、639 m V和703 m V,能够维持输出电压超过600 m V的时间占比分别为3.46%、12.86%和21.29%,这对提高脱盐速率具有重要意义,900 mg/L进水COD浓度下的BMDC脱盐速率较另外两者分别提高15.93%和8.82%。由于阳极非产电菌的存在,提高进水有机物浓度增大了有机物降解效率,却降低了库伦效率,但是产电稳定性依旧得到提高。内阻方面表现为BMDC1#>BMDC2#>BMDC3#,而最大输出功率BMDC1#<BMDC2#<BMDC3#,分别为6.42 Wm-3、7.15 Wm-3和7.88 Wm-3。在阴极脱氮方面,BMDC3#的总氮去除率最高,达91.19±2.38%,氨氮去除率超过97%。脱盐室盐度的提高能够为BMDC带来更高、更稳定输出电压,并在一定程度上延缓电池性能的衰减。装有初始盐度分别为15 g/L、25 g/L和35 g/L榨菜废水的BMDC#1、BMDC#2和BMDC#3,多个产电周期内峰值电压平均值分别为546.75m V、554 m V和661 m V,但是因为阳极产电菌活性受到影响,BMDC#2的库伦效率只有8.03%,低于BMDC#1。在脱盐速率上,BMDC#3获得了三者中最大的TDR,为31.21 mg/（L·h）,分别是前两者的1.72和1.62倍。同时,更高的脱盐室盐度能够降低初始时BMDC的内阻,但当脱盐室盐度降低至5 g/L时,BMDC#3的内阻增幅最大,这是由于其离子交换膜污染状况最严重造成的,除了盐离子沉淀带来的污染外,微生物的附着生长也会加剧膜污染程度,但是可以通过清洗减轻污染,延长膜的使用寿命。较高的盐度会对降低阴、阳极生物膜OUT水平上的生物多样性,但是对于门水平上的群落种类构成影响很小,而阳极非产电菌的存在,会降低电池的产电性能。