养猪场废水作为一种高BOD、COD、氨氮的有机废水,如不进行有效处理,排放到自然水体、土壤等中会严重污染环境以及威胁到人类健康;罗丹明B废水作为一种典型的染料废水,其具有色度大、微生物去除率低、有生物毒性以及物质成分复杂等特征,如不进行正确处理,将会威胁到自然环境及人类生命健康;如何处理上述废水逐渐成为如今工作重点。近些年,微生物燃料电池与高级氧化法引起了水处理工作者的广泛关注,微生物燃料电池可以在不外加能源的情况下处理废水,同时还可以产电;对于高级氧化法,其可以通过利用自身产生的羟基自由基（·OH）等强氧化活性物质来降解难生物降解有机物。在此基础,本实验将微生物燃料电池与电芬顿技术相结合,构建微生物燃料电池-电芬顿耦合系统,在阳极室、阴极室分别对养猪场废水和罗丹明B（Rhodamine B,RhB）废水进行同步降解处理,从而减少成本投入,为工程应用提供实验基础。本实验采取溶液超声浸泡法,活性碳毡（ACF）在质量浓度为2.9 g/L的Fe Cl3·6H2O、20分钟超声、质量浓度为14.6 g/L的Na BH4等条件下制备出Fe@Fe2O3/ACF作为复合阴极,以ACF作为阳极,同时在阳极室中接种、驯化培养产电微生物,构建了微生物燃料电池-电芬顿耦合体系。其中制备出的复合阴极Fe@Fe2O3/ACF具有很好的电化学催化功能,阳极室微生物在经过三个周期的驯化、培养之后,将营养液更换为200 mL、pH为10的养猪场废水,在阴极室中加入200 mL、浓度为10 mg/L、pH为3的罗丹明B溶液,且曝气速率为0.3 L/min,运行该耦合系统,可以看到阳极室中BOD5、COD、TOC和NH4+-N的去除率分别为85.2%、75.1%、60.5%和70.3%,最大功率密度、电流密度和电压分别为16.7W/m3、36 A/m3和900 mV,证明该耦合系统产电效果明显,阳极室污染物也有较好的去除效果。采用上述已经搭建完成的微生物燃料电池-电芬顿耦合体系,对罗丹明B废水实施降解处理,经过若干次对比研究后,找出了阴极反应室中最佳降解条件:在pH 3、曝气速率0.3 L/min、罗丹明B初始浓度10 mg/L和外部电阻120Ω的条件下,罗丹明B去除率为95.0%、TOC去除率为90.2%,而且其降解过程属于一级反应。微生物燃料电池-电芬顿耦合体系的库伦效率、能量转化效率和矿化电流效率分别为12.2%、11.2%和60.1%,并且复合阴极Fe@Fe2O3/ACF可以重复使用8次。在最佳条件下,以苯醌（BQ）、叔丁醇（TBA）和超氧化物歧化酶（SOD）分别作为·O2-、·OH和H2O2的俘获剂,考察该耦合体系阴极室中罗丹明B的去除情况,在TBA,BQ和SOD存在下,观察到罗丹明B去除率分别为30.1%,90.9%和92.0%,这表明·OH是主要的反应性氧化物;为了进一步证明该结果,进行了以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）为自旋捕集剂的电子自旋共振（ESR）光谱分析,由DMPO-·OH光谱可知,四重峰线的峰高比为1:2:2:1,证实了·OH是主要贡献者。在确定自由基的基础上,结合生物反应、电化学反应和化学反应,提出了微生物燃料电池-电芬顿耦合体系同步处理阳极室养猪场废水和阴极室罗丹明B废水的反应机理。在全扫描模式下,根据质谱图可以得知罗丹明B在去除过程中的分解产物,并以此推断出罗丹明B的可能分解路径。综上,微生物燃料电池-电芬顿耦合体系的构建成功地解决了在不消耗外部能源的情况下同时处理两种废水的难题,是一种有前景的、清洁的污废水处理方法,为今后的工程推广提供了实验依据。