混合菌微生物燃料电池产电性能的提高激发了人们对其研究的兴趣，也为猪场废水处理与资源化提供了新的途径和机遇。然而，目前的研究大多集中在微生物燃料电池新结构的设计、新材料筛选等方面，对影响产电性能的生物学本质问题研究较少。本项目以申请人近期构建的一种单腔直接微生物燃料电池为实验平台，采用基于16S rRNA基因的微生物分子生态学技术，考察一个产电周期内产电微生物的群落变化，尤其是产电高峰期的微生物相；以产电微生物群落研究结果为基础，设计培养基和培养方法分离产电微生物；通过（模拟）污水-产电组合实验，分析分离得到的产电微生物（组合）菌株的产电性能，以筛选产电微生物。项目的实施可探明混合菌微生物燃料电池系统中微生物群落的变化规律，建立特定产电微生物的分离方法，获得产电微生物菌株若干，为今后改造这些微生物、进一步提高该类型的微生物燃料电池产电性能提供新的素材。

微生物燃料电池（MFC）兴起为猪场废水处理与资源化提供了新途径和机遇。本项目优化了MFC结构，探讨了电压反转机制，考察了产电微生物群落变化，分离了产电微生物菌株，分析了其产电特性。结果表明：①改性阳极能显著提高最大功率密度到2066、1641mW/m2，碳毡表面元素含量和基团发生了变化，改善了生物亲合性。②所有串联形式MFC均发生电压反转，但稍有不同。可能机制是单体电池消耗电子不平衡和电极电势变化。③两个MFC稳定输出电压分别达到0.51、0.53V（500Ω）。原水为燃料的最大功率密度分别为208、158mW/m2，CODcr、氨氮4d平均去除率分别为85%和78%、52%和45%，还可除臭。④不同时期MFC阳极生物膜微生物多样性差异明显，优势菌为Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.等。⑤分离到4株纯培养电化学活性菌，两株最大输出电压、功率密度分别为0.34、0.33V，505、495mw/m2，分别与变形杆菌和克雷伯氏菌的序列相似度较高，为今后挖掘该菌株潜力、提高MFC产电性能提供了新素材。