大量的采出水（Produced Water,PW）处理是油气行业面临的一大挑战。传统处理设施费用高昂、能源价格上涨和环境问题使各国政府和工业本身集中注意更有效的处理方法。生物电化学系统（Bioelectrochemical System,BES）吸引了研究人员的注意,因为它代表了一种方便的方法来处理废水同时生产有价值的副产品。然而BES对于处理采出水的应用仍处于早期阶段,需要调查反应副产物、环境条件、工艺参数、电极材料等因素对废水去理效率的影响,进一步对产电条件进行优化,并探究细菌群落结构和系统功能之间的关系及废水处理的机制。本论文以PW作为处理对象,构建了连续升流式微生物燃料电池,研究了流量对污染物去除和产电性能的影响,并分析了阳极上的菌群结构。主要研究结果如下:（1）首次构建了中心升流式空气阴极微生物燃料电池（Central Up Flow Air-cathode Microbial Fuel Cell,CUF-ACMFC）。采用6个碳刷作为主要阳极（A）,石墨颗粒放置在反应器底部作为辅助阳极（B）。PW作为碳源在不同流量且连续条件下进行实验。分别以0.2 m L/s、0.4 m L/s、0.6 m L/s流速处理废水,分析了流量对发电性能和污染物去除的影响。所有污染物的去除率在流速小于0.4 m L/s（COD=96%、TDS=22%、硫酸盐=64%、TPH=89%）时,随着流速的增加而提高;但当流速为0.6 m L/s时,去除率突然下降。在0.4 m L/s的流速下,获得了最佳功率密度为227 m W/m~2。与污染物去除过程相似,流量小于0.4 m L/s时,功率密度随着流量的增加而增大;当流量为0.6 m L/s时功率密度减小。产生这种现象的原因是流动的方向促进了质子向膜的迁移,随后进入阴极,内阻从100Ω（无流动）降低到20Ω（0.4 m L/s）,从而增加了功率密度。实验中分析的两种阳极的内阻效应不同,但与批处理模式相比,两种阳极的内阻效应都有所改善。当流量增加到0.6 m L/s时,内阻也随之增大,导致功率密度立即下降。流量的增加提高了阴极电势,但阳极电势降低,但这并不一定反映在总电压电势的数值上。（2）对原始污泥和两个阳极上的细菌群落结构进行了比较。脱硫菌门从原来仅占原始污泥的1.65%转变为在两个阳极中最丰富的门（“A”:40.62%,“B”:32.77%）,这是因为PW中存在大量硫酸盐,它们在降解不同烃类化合物时转化成不同的衍生物。微生物群落分析表明,只有部分属具有电活性（Desulfuromonas、Desulfovibrio和Geolkalibacter）,其他属通过部分降解烃类或某些末端电子受体（Desulfoplanes、Cellulomonas、Dietzia、Marinobacter等）与电活性菌合作。因此,通过和电化学活性菌协作建立起生物多样的群落,进而能够降解广泛的碳氢化合物。（3）最后,通过计算模拟在反应器中实验应用的不同流量,以可视化流体跟随的轨迹,并了解内阻改善的原因,以便更好的了解功率密度提高原因。从流动轨迹图可以看出,0.2 mL/s和0.4 mL/s的流速将流体推到膜上,但并没有直接冲击膜,只是缩短了颗粒自身的行程,而0.6 m L/s的流速则直接冲击膜产生湍流。为了解释这一效应,我们获得了每个流速接近膜的平均速度数据,表明内阻的变化归因于Y轴（垂直）粒子的速度,这有效地帮助质子更快地到达阴极,但对于0.6 m L/s的速度,平均速度被发现是指向膜,不仅没有帮助质子到达膜,而且使流体的路径复杂化,这解释了内阻的突然增加。本论文使用连续升流式微生物燃料电池对PW进行了处理,表明了流量控制对连续流MFC去除污染物和产电的重要性。本研究有助于指导使用BES处理PW,加快BES技术在油气行业的实际应用。