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微生物燃料电池（Microbial fuel cells,MFCs）是一种新型的污水处理和能量回收技术,用产电细菌将污水中蕴含的化学能转化为电能,集产电和处理污染物于一体。把微生物燃料电池与生物脱氮技术相结合,可以实现同步脱氮和产电。而实际生活中涉及不同pH的废水,且生物法处理过程的pH会发生变化,且pH影响微生物的新陈代谢活性以及种群结构,因此探究pH对MFC的产电及脱氮性能影响十分重要。此外,高浓度含氮废水会对微生物产生很大的毒性,鸟粪石沉积法是一种高效处理高浓度氨氮废水的技术。基于此背景,本文研究pH对MFC的阳极生物膜、产电性能以及反硝化性能的影响机理,探究产电微生物对反硝化过程的影响,并且构建原电池沉积鸟粪石系统作为处理高浓度氨氮废水的预处理步骤。针对仅产电的MFC反应器,研究了在不同阴阳极面积比下,pH对MFC产电性能以及阳极生物膜形态的影响。结果表明:碱性条件下的反应器产电功率高于中性、酸性条件下的MFC产电功率,其中,pH=10反应器的产电性能最好,pH=10碳刷反应器的最大功率密度达1370.2mW/m2,比pH=7碳刷反应器高103.7%。这是由于碱性条件下的单位生物量的电化学活性更高,阳极性能更好,使碱性条件下MFC的产电性能更好。当分别提高阴极、阳极面积时,MFC的产电功率将会提高,在中性、碱性条件下,提高阴极面积比提高阳极面积更有利于提高产电功率。针对反硝化MFC反应器,研究了pH对阳极反硝化MFC系统的脱氮及产电的影响,并与传统生物反硝化对比,研究产电微生物对反硝化过程的影响。结果表明:反硝化反应的最佳pH为pH=8、pH=9,在pH=8条件下,反硝化MFC的硝酸盐平均降解速率为161.1 mg/（L·h）,比pH=7反应器高108.5%。在产电方面,pH=9的产电能力最好,而在pH=11条件下由于反硝化积累的亚硝酸盐对产电微生物产生毒性,导致pH=11反应器无法正常产电。并且,产电微生物有助于反硝化反应的进行,pH=6、pH=9条件下培养的产电微生物具有电化学还原硝酸盐的能力,pH为6-11条件下培养的产电微生物具有电化学还原亚硝酸盐的能力,可将亚硝酸盐还原成N2O。因此,含有产电微生物的反硝化MFC反应器的亚硝酸盐降解速率高于没有产电微生物的反硝化反应器,同时亚硝酸盐降解速率增快有助于提高硝酸盐降解速率。针对原电池沉积鸟粪石系统,本文构建的原电池沉积鸟粪石系统无需外加碱性试剂,可通过电极反应提高pH,减少化学试剂的消耗,实现同步产电和脱除氮磷。同时,本文研究了pH对原电池沉积鸟粪石系统的影响,结果表明:在pH=7-10范围内,pH=9条件下的氮磷脱除速率最高,氨氮脱除率及镁离子利用率最高。当进水氨氮浓度为1000mg/L,外接60Ω电阻、pH为9、进水P/N摩尔比为1.05时,氨氮脱除率可达97.3%,镁离子利用率达92.0%。本系统处理每吨废水耗费成本为488.6元,同时收益36.9元鸟粪石,其成本比以MgCl2为镁来源的鸟粪石沉积系统低39%。