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在我国生猪养殖业不断规模化与标准化的大背景下,规模化、集约化的养猪场厂每天排放的猪场废水量大[水泡粪工艺:2025 m3/（天·千头）],且富含高浓度的COD（500030000 mg/L）、TN（8006000 mg/L）、TP（1001400 mg/L）等污染物。与传统的养猪废水处理工艺相比,微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）工艺可以有效利用废水中高浓度有机物作为其理想的反应底物且可额外回收电能,是一种可资源化回收利用的具有巨大发展潜能的污水处理技术。本文构建了连续流小球藻生物阴极型MFC,处理源分离养猪废水（COD 12001800 mg/L、TN 280420 mg/L、TP 1828 mg/L）,探索了MFC同步废水处理与电能回收的效能及阴极室内能源小球藻培养的可行性,并对MFC长期运行过程中的产电特征、质子膜污染再生回用进行了研究。主要研究结论如下:（1）启动预实验研究。MFC间歇启动预实验发现在对阳极进行搅拌时装置启动更快,启动时间比无搅拌快25.13%,对COD、氨氮与总磷的去除率分别提高了4.16%、11.23%与16.07%。与厌氧空白装置对比,MFC装置COD、氨氮与总磷的去除效率分别为90.58%、73.60%与58.41%,分别提高了22.44%、48.67%与13.42%。使用1年的质子膜再生后MFC启动预实验输出电压为107.02±8.15 mV,为再生前MFC装置产电性能的22.78%,COD、氨氮与总磷的去除率分别为66.82%、51.15%与39.20%。启动到第20 d,在阳极搅拌状况下,MFC阴极电极上形成絮状且生长状态良好的小球藻生物膜。（2）启动完成。在三次同等启动条件下,阳极搅拌MFC装置稳定输出电压平均值为438.18±29.26 mV,污染物COD、氨氮与总磷的平均去除率分别为89.57±1.81%、71.02±2.29%、19.23±7.92%,表明启动完成。本实验启动完成时间为25 d,此时MFC的最大功率密度为1318.47 mW/m3,OCV为549.35 mV,内阻为288.10Ω,系统库仑效率为7.13±0.96%。（3）阳极进水流速对MFC装置的影响。在进水流速分别为1ml/2.5min、1ml/3.0min、1ml/5.0min、1ml/6.5min、1ml/10min时,MFC所获得的OCV分别为329.57 mV、384.44mV、622.68 mV、697.81 mV、535.42 mV。在1ml/3.0min进水流速时,电池内阻达到最大,为437.14Ω。调整阳极进水流速为1ml/5.0min后,MFC得到了最小的内阻值,为195.73Ω。1ml/6.5min阳极进水流速时,系统表现了最佳的产电性能及阴极小球藻生长性能。在进水流速为1mL/10min时,废水中COD去除率达到最大,为77.58±0.48%,较1ml/6.5min进水流速时增加了17.99%。（4）阴极曝气对MFC装置的影响。阴极无曝气、对阴极进行空气与CO2曝气及将阳极排气通入阴极室四组实验条件下,MFC获得的稳定输出电压分别为525.37±21.88mV、554.98±9.20 mV、591.28±10.26 mV与568.96±11.75 mV。对阴极进行CO2曝气条件下,反应器阴极小球藻生长最快,悬浮小球藻第7 d的细胞密度为15.09×106 cells/mL。对阴极进行空气与CO2曝气及将阳极排气通入阴极室时,MFC内阻相差不大,分别为190.91Ω、195.65Ω与199.56Ω。阴极采用CO2曝气时,MFC对COD的去除效果最佳,去除率为66.56±1.29%。（5）MFC质子膜污染再生回用。运行7个月后,MFC内阻升高到972.13Ω,稳定输出电压降低至114.51±14.94 mV。质子膜经过H2O2+稀硫酸处理再生后,MFC内阻降低到298.73Ω,与初始启动MFC内阻相近,稳定输出电压提高到240.85±11.15 mV,为初始启动输出电压的54.97%。同时,经过再生后,废水中COD的去除效率达到了60.78±3.59%,系统库仑效率为4.73±0.88%,分别为初始启动时的67.10%和66.34%。