能源紧缺和环境污染使得有机废弃物的资源化成为未来社会研究的重点课题,而厌氧发酵是有机废弃物资源化的重要手段。近年来,将电化学系统应用到厌氧发酵系统中,构建微生物电发酵系统（Microbial electro–fermentation,EF）实现有机废弃物的资源化吸引了越来越多学者的关注。挥发性去脂肪酸（VFA）可由有机废弃物厌氧发酵产生,本论文利用电发酵系统,将VFA增值为中链脂肪酸（MCFA）,以生产更有价值的产品,为以后直接将有机废弃物的厌氧发酵液或有机废弃物进行电发酵产MCFA打下理论基础。基于此,本论文构建了流化阴极电发酵系统,首先将不同电子供体（乳酸+阴极、乳酸、阴极）加入不同填充体积颗粒活性炭（GAC）的电发酵系统中,对不同条件下MCFA产量进行检测,结果证明GAC填充体积为8%时,流化阴极电发酵系统性能最佳,其己酸生成量、碳回收率、电子回收率分别为不加GAC电发酵系统的2.1、1.8和1.6倍;此时阴极生物膜的电化学活性最高,体系中内阻也较小。通过微生物的群落分析发现,阴极生物膜上的优势菌种为与碳链延长相关的梭菌纲Clostridia及属Oscillibacter、Caproiciproducens。根据以上分析,对阴极单电子供体时碳链延长的反应机制进行了研究,推测微生物以氢（间接电子转移）或阴极（直接电子转移）作为电子供体将乙酸转化为乙醇,并最终利用乙醇作为电子供体实现VFA向MCFA的增值。在最佳流化阴极电发酵系统中添加人工介体（中性化NR、甲基紫精MV、亚甲基蓝MB）,探究增强微生物的间接电子转移,促进MCFA产生的人工介体种类。研究表明,MV效果最佳,NR次之,而MB几乎没有作用,其中添加MV的电发酵体系己酸生成量、碳及电子回收率分别约为对照组的1.50倍、1.24倍及1.26倍。介体种类为NR时生物膜的电活性最高,内阻最小,而NR体系中氢气产量最高,NR能较大程度的促进H2的产生,而MV则更能促进乙酸盐向乙醇的转化,进而更大的促进MCFA的产生。MV试验组中,能进行碳链延长的梭菌纲Clostridia,属Oscillibacter及Caproiciproducens相对丰度较高,与MCFA的产量正相关,氢消费者Oscillibacter、Sutterella、Prevotella及Hydrogenophaga可能参与了H2介导的间接电子转移,促进EF中乙酸向乙醇的转化,间接促进VFA向MCFA的增值。不同浓度的鼠李糖脂浓度加入8%–GAC阴极电发酵体系中,结果发现鼠李糖脂投加量为60mg/L时,电发酵系统性能最佳,此时己酸生成量为11.2±0.3mmol/L,碳回收率为80.7±2.7%,电子回收率为85.4±3.2%,其分别是对照组的1.65倍、1.31倍及1.37倍。相较于人工介体,鼠李糖脂的加入同时增强了微生物的间接电子转移和直接电子转移,较大的促进MCFA的生成。鼠李糖脂涉及到碳链延长的微生物总比例在Rh90试验组中最高,但Rh60试验组己酸生成量最高,其可能与Rh60试验组高比例的氢气消费者Sutterella、Prevotella及Hydrogenophaga及Rh90试验组阴极上微生物过量吸附造成传质传荷阻碍有关。综上所述,流化阴极电发酵系统为实现有机废弃物资源化提供了新的思路,具有广阔的应用前景。