关键词：微生物电解池；产甲烷；生物阴极；化学需氧量；电压
摘 要：单室微生物电解池（microbial electrolysis cells，MEC）产甲烷过程中，底物COD浓度可同时影响阳极和阴极微生物的活性。为了探究COD浓度的影响，构建生物阴极型单室MEC，比较COD为700、1000、1350mg?L-1情形下产甲烷速率和COD去除量随外加电压的变化规律，并计算MEC的能量效益。结果表明，随着COD的增加，产甲烷速率和COD去除量均呈增大趋势。随着外加电压的升高（0.3~0.7V），低COD条件下MEC的产甲烷速率呈增大趋势，而在中、高COD条件下，产甲烷速率随着外加电压的升高先增大后减小；COD去除量的变化规律与产甲烷速率一致。当外加电压为0.5V时，阴极电势降至最低值（-0.694±0.001）V，有利于产甲烷菌的富集，从而获得最高的产甲烷速率和能量回收率（约42.8%）。COD浓度1000mg?L-1和外加电压0.5V时，MEC可获得最大的能量收益0.44kJ±0.09kJ（约1450kJ?m-3）。最终结果表明，MEC可利用低浓度COD废水生产甲烷，并且可获得正的能量效益，这为废水中化学能量的回收利用提供了新的研究思路。