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现在地下水硝酸盐污染十分普遍,已经严重危害到了人类的正常生活。本文利用微生物燃料电池方法原位处理地下水硝酸盐污染,在研究的过程中,发现在低温环境下,微生物燃料电池的性能下降显著,为此选择投加甜菜碱的方法来改善低温环境下微生物燃料电池效率降低的现象,具体结论如下：(1)在低温环境下,微生物燃料电池的效率下降明显,在这种情况下投加甜菜碱,可以缓解低温对微生物活性的抑制,达到提高反应器的产电能力和降解硝酸盐的能力的目的,为在低温下MFC处理地下水硝酸盐污染效能不好的问题上提供了一个可行的解决方法；(2)当在封闭的双室MFC内进行实验研究时,反应器处在5-10℃低温环境下,进水COD为1000 mg/L, NO-浓度为100 mg/L时,甜菜碱的最佳投加量为0.7 mmol/L,此时COD的降解率和N03-的降解率分别为54.5%和96.5%,与未投加甜菜碱的相比,COD的降解效率提高了18.1%,对N03-的降解率提高了41.2%；(3)在双室反应器的基础上,放大微生物燃料电池反应器,构建单室大体积MFC,模拟地下水环境,研究MFC对硝酸盐的降解情况;(4)在研究结果中得到了该微生物燃料电池运行的最佳参数为COD浓度为1000mg/L,硝酸盐浓度为100 mg/L。在此条件下的微生物燃料电池去污产电能力为：最终的溢流槽出水口COD浓度仅为157.5 mg/L,COD降解效率达到了84.3%,COD去除效果良好;出水口的N03-浓度为5.3 mg/L,出水口的NO2-和NH4+浓度分别为0.69mg/L和2.96 mg/L,硝酸盐的去除效果很好,亚硝酸盐和氨氮也没有产生一定的积累,整个系统脱氮效果良好；反应器在周期运行内产电性能良好,最大功率密度为43.74mW/m2,相应的电流密度为135.47 m.A/m2,说明该反应器在脱氮和产电性能上都取得了较好的效果：(5)针对低温环境下微生物燃料电池性能不好的情况,选择投加甜菜碱来改善这一现象。结果表明：进水中投加了0.1 mmol/L甜菜碱时,COD去除率为75.13%,NO3-去除率为86.53%,MFC出水N02-浓度为1.27 mg/L, NH4+浓度为3.88 mg/L；进水中投加了1.0 mmol/L甜菜碱时,COD去除率为72.38%,N03-去除率为82.05%,MFC出水N02-浓度为0.88 mg/L,NH4+浓度为4.78 mg/L,可见在投加了一定浓度的甜菜碱之后,MFC的各项去除污染物的能力均得到了一定程度的提升。在此基础上判断甜菜碱的最佳投加量在0.1 mmol/L到1.0 mmol/L之间,实验结果表明：甜菜碱的最佳投加量为0.60 mmol/L 。