中文摘要：

由于微生物燃料电池（MFC）可以达到同时处理污水和回收能量的目的，因此近年来已成为污水处理和新型能源开发领域的研究热点，但以工业有机废水为碳源的MFC还少有研究。本研究将开展以含油污水为碳源的MFC的系列研究，包括能使MFC正常运行的微生物驯化，电池性能影响因素研究，电极表面电化学规律分析，电极表面微生物构成、性质研究，通过将电极上分离出的单一微生物分别接种MFC、考察不同碳源（石油类及其不同代谢中间产物）对电池性能影响以探索微生物之间的协同关系，通过联合微生物代谢产物分析和生物抑制剂影响分析来推断微生物代谢特点等等。通过以上研究，一方面探索通过MFC最大限度回收含油污水降解所释放的能量的可行性，将MFC的碳源从生物质拓展到工业有机物，另方面也进一步明确MFC中微生物间协同作用和代谢过程特征。相关研究成果不仅加深对MFC的认识，也为MFC设计和实际应用提供指导。

结论摘要：

石油石化工业废水处理依然是我国水污染治理领域的重要课题。本项目以含油污水和丙烯腈生产废水为阳极液，构建并启动双室微生物燃料电池，重点考察了影响电池产电特性的因素、含油污水降解特征、电子传递特征、微生物多样性特征，初步分析了电池中微生物之间的协同作用等。含油污水和丙烯腈生产废水为电池阳极液，配合Fe-EDTA溶液作为阴极氧化剂能有效启动双室微生物燃料电池；一次更新溶液后，活性炭填料电池能连续输出电流达到700h以上；以含油污水为燃料的双室电池最大输出功率达到330.4 mW/m3；以丙烯腈生产废水为燃料的双室电池最大输出功率479.4W/m3；发现不同导电填料的电池中微生物向电极传递电子的机制，微生物组成，污染物去除规律和阳极电化学性质等均表现出明显差异，进而结合SEM结果推测出活性炭电池中的微生物通过纳米丝传递电子，石墨电池中微生物直接向电极传递电子；从含油污水活性炭电池中分离出三种微生物，分别为Acinetobacter sp.，Bacillus sp.和Microbacterium sp；颗粒石墨电池阳极室分离出六种优势微生物，分别为Arthrobacter sp.， Microbacterium sp.，Nicotinic acid bacillus sp.，Paenibacillus sp.， Deinococcus sp. 和Bacillus sp.；从丙烯腈生产废水电池中分离出五种微生物，分别为Rhodococus sp.， Xanthobcater sp.，，Cupriavidus sp.， Microbateriaceae sp.，Sinorhizobium sp.。微杆菌、类芽孢杆菌与异常球菌等三种单菌或相互组合接种电池时，类芽孢杆菌与异常球菌间存在协同促进作用，而微杆菌的存在会抑制类芽孢杆菌及异常球菌的产电性能；三种单菌在微生物代谢过程中产生的电子遵循呼吸链电子传递过程，经由复合体Ⅰ向辅酶Q进行传递；双香豆素的加入，解离了微杆菌的氧化与磷酸化的偶联过程。炼油废水中以挥发酚类物质、芳烃类物质及烷烃类物质为主，不含酸酯类代谢产物；而所有电池出水中挥发酚类物质及芳烃类物质均低于检测限，且出现大量酸酯类代谢产物，不同微生物菌株接种的电池，代谢产生酸酯类物质的相对含量变化较大。