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本实验以厌氧活性污泥为接种体,构建双室型铁氰化钾阴极微生物燃料电池（MFC）,以葡萄糖溶液为底物,对双室型微生物燃料电池的电化学特性进行了基础研究,然后以制浆废水中典型污染物——木质素磺酸盐为底物进行MFC降解和产电性能研究,最后以CTMP制浆废水为底物,对MFC处理CTMP制浆废水的可行性和影响产电性能的因素进行了研究。结果表明,木质素磺酸盐和CTMP废水可作为MFC底物,在产电的同时实现有效降解,这为制浆废水多重资源化利用提供了新途径。经过几个周期连续添加葡萄糖为底物后,MFC成功启动,最大电压稳定在380～440mV。MFC启动实质上是产电微生物在阳极表面逐渐富集形成生物膜的过程,底泥不影响电能的产生,但可提高底物降解效果和库仑效率。进一步考察底物浓度、阳极搅拌、阳极液缓冲能力、电导率、电极电位变化对MFC产电性能的影响。MFC功率密度不会随底物浓度的无限增大而无限升高,两者关系符合Monod方程;搅拌对高浓度底物产电性能几乎没有影响,可以提高低浓度底物的输出电压;磷酸缓冲溶液（PBS）可以维持电池两极室酸碱平衡,增大PBS浓度可以提高阳极液电导率,减小内阻提高功率密度;双室型MFC的本质属性是阳极极化远大于阴极,控制阳极性能是提高电池产电性能的关键。以木质素磺酸盐和葡萄糖为混合底物时,MFC产电和降解性能较好,最大功率密度为425.8 mW/m2,CODCr和木质素磺酸盐去除率分别达到64.0%、52.1%。经过6个周期逐渐增大木质素磺酸盐浓度的驯化后,以1800mg/L木质素磺酸盐为单一底物的MFC成功运行,最大功率密度为120.3 mW/m2。经过94 h的运行,阳极液CODCr和木质素磺酸盐去除率分别达到39.8%和49.3%。在两种不同运行条件下,闭合回路MFC中木质素磺酸盐的去除率高于开路状态下,约提高10%左右。以葡萄糖和CTMP废水为混合底物,采用低负荷进水、逐步增加负荷的方式对电池进行启动,结果显示MFC呈现两个电压峰值,第1个峰值电压后葡萄糖去除率达到88%,混合底物情形下,产电微生物偏向于优先利用易降解的葡萄糖进行产电,在其消耗殆尽后转为利用制浆废水。当废水CODCr低于3812.7 mg/L时,MFC产电功率随废水浓度在的增大而升高,最高为233 mW/m2;但废水CODCr超过5964 mg/L时,高浓度废水抑制电池中微生物的活性,产电和降解性能下降。在废水中加入100mmol PBS溶液,其电导率从13.20ms/cm增加到19.87 ms/cm,功率密度增大96.1%,达到456.9mW/m2,内阻下降到499Ω,库仑效率由8.5%提高到12.4%,CODCr浓度去除率从54.3%增加到65.7%。废水电导率增大到一定程度后,电池功率不会继续增加,因为电极阻抗已成为限制MFC产电性能的关键因素。使用多壁碳纳米管修饰阳极,电池最大功率达到545.1 mW/m2,提高19.3%,内阻下降20%。碳纳米管修饰电池功率密度的提高主要是因为碳管的高导电性和电催化活性,减小电极对电子的传递阻力,提高电极表面产电微生物的电化学反应活性。