微生物燃料電池(MFC)是一種利用微生物的催化效應，將有機物的化學(xué)能直接轉換為電能的系統。利用微生物在陽(yáng)極做催化劑，在降解各種有機廢物的過(guò)程中，產(chǎn)生電子和質(zhì)子，電子通過(guò)外電路導入到生物陰極，質(zhì)子遷移通過(guò)離子交換膜到達陰極室，在陰極室電子受體與電子結合發(fā)生還原反應，同時(shí)產(chǎn)生電能。
KUNTKE等首次驗證了MFC用于處理富氨廢水，回收氨氮和產(chǎn)電的可行性，陰極NH3-N的質(zhì)量濃度高達4g/L。隨后，KUNTKE等開(kāi)發(fā)了MFC(空氣陰極)對實(shí)際尿液進(jìn)行氨回收以及能量產(chǎn)出的研究，在電流密度為O.5A/m2下，氨回收率為3.29g/(m2·d)產(chǎn)生的能量為3.46kj/g，證實(shí)了從尿液中回收氨以及產(chǎn)電的可行性。
養殖廢水具有高COD和高氨氮、SS含量的特點(diǎn)，常規的處理技術(shù)存在較高的運營(yíng)成本，而其中的氨氮卻可以作為能源進(jìn)行回收。MN等首次將養殖廢水引入MFC中，構建雙室MFC(液相陰極)，進(jìn)水可溶性COD為(8.32+0.19)g/L情況下，能夠產(chǎn)生的功率密度最大為45mW/m2;隨后搭建單室空氣陰極MFC，NH3-N的質(zhì)量濃度從(198±1)mg/L降至(34±1)。Kim等采用單室和雙室MFC研究了從豬廢水中氨的遷移轉化機制，結果表明，氨的去除是陰極高的pH導致銨根轉化成氨氣逸出的：對于空氣陰極單室MFC，在啟動(dòng)5d后氨去除效率可達60%，在以鐵氯化物作為陰極電解質(zhì)的雙室MFC，啟動(dòng)13d氨的去除率達到69%。
厭氧消化可將有機物轉化為沼氣，在有機廢物處理方面有著(zhù)廣泛的應用，但是，由于高含量的氨氮對產(chǎn)甲烷菌具有毒害效應，在厭氧消化中過(guò)量NH3的存在會(huì )導致反應系統的不穩定。有學(xué)者采用MFC與厭氧消化過(guò)程耦合，對養豬廢水厭氧消化液進(jìn)行處理，研究表明，在A(yíng)D過(guò)程中，COD去除率可達80.5%，氨氮去除率僅為5.8%，導致COD/p(TAN)降為3，隨后，采用MFC對消化液進(jìn)行處理，75%的TAN被去除，體系COD/p(TAN)增加到8.1，同時(shí)MFC對COD也進(jìn)一步去除。(作者：邢亞杰)
