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高氯酸盐是一种持久性有毒物质,其使用和生产过程中的违规排放带来了严重的环境污染问题。作为一种新型处理技术,微生物燃料电池（MFC）可在降解污染物的同时输出电能,已成为环境能源技术的研究重点。因此,本研究以高氯酸钠为模型污染物,开展了单室MFC反应器处理高氯酸盐废水的研究。通过优化MFC反应器的启动条件,考察了不同共存电子受体、不同氧化还原介体对MFC性能的影响,并探讨了介体调控MFC性能的电子传递机理。MFC经过140 h连续运行,高氯酸盐还原速率和产生的电压趋于稳定;初始高氯酸盐浓度为150 mg·L-1和以乙酸钠作为碳源时MFC的性能较好。不同种类、浓度的电子受体,对MFC性能产生了不同的影响。硝酸盐和氯酸盐的存在均抑制了高氯酸盐的还原,当硝酸盐和氯酸盐还原完全后高氯酸盐开始还原,在硝酸盐还原时产生了较高的电压,而在氯酸盐还原时产生了较低的电压,当硝酸盐和氯酸盐还原完全时电压恢复到58 m V左右;高浓度硫酸盐对MFC性能产生了不可恢复的抑制。热力学分析结果表明,硝酸盐、氯酸盐和高氯酸盐之间是电子竞争关系;电化学分析表明,硝酸盐和氯酸盐还原时提高了阳极电化学活性。通过分别考察抑制剂CuCl2、NaN3、双香豆素、鱼藤酮、二盐酸喹吖因水化合物（QDH）、二环己基碳二亚胺（DCCD）、羰基氰基-3-氯苯腙（CCCP）和辣椒素对MFC性能的影响,结果表明NADH脱氢酶、NADH-Q还原酶、甲基萘醌、Fe-S蛋白（复合体Ⅰ）、ATP合成酶和FAD还原酶是MFC阳极呼吸链的重要组成部分。氧化还原介体刃天青、中性红、亚甲基蓝、蒽醌2,6-二磺酸钠（AQDS）和铁氰化钾的添加,显著的提高了MFC的性能。以刃天青为例,探讨了氧化还原介体对MFC性能调控机理。结果表明:刃天青的存在降低了微生物胞外多糖分泌和增加了腐殖酸分泌,从而减少了从微生物胞外到阳极的电子转移阻力;刃天青在MFC阳极呼吸链上的加速位点为:NADH还原酶,NADH-Q还原酶和甲基萘醌。