综述：微生物燃料电池在棕榈油厂废水处理与能源同步生成中的应用研究综述

本综述系统评述了微生物燃料电池（MFC）技术处理棕榈油厂废水（POME）的研究进展，揭示了其通过微生物培养、电极/膜修饰等策略实现高效COD去除（最高97%）与能量回收（5800 mW/m2）的双重优势，为可持续废水管理提供了创新解决方案。

　　

当前MFCs在POME处理中的发展趋势
微生物燃料电池（MFC）技术因其同步处理高有机负荷废水与产能的特性，成为棕榈油厂废水（POME）治理的研究热点。通过系统分析Web of Science数据库的34项研究，发现当前发展聚焦五大方向：微生物群落优化（如Klebsiella菌株的应用）、底物预处理、系统构型设计、电极材料改良（如碳基纳米材料）及质子交换膜功能化。其中系统改造被证实对提升效率最为关键，可实现COD去除率56.04%与功率密度5800 mW/m²的突破。

MFCs处理POME的作用机制
MFC的核心在于电活性微生物的胞外电子传递过程。POME中的有机质在厌氧阳极室被微生物氧化，释放电子与质子；电子经外电路传递至好氧阴极室完成还原反应，形成电流回路。这种设计使POME的COD（常超100,000 mg/L）得以高效降解，同时阴极区的氧还原反应（ORR）驱动能量输出。研究显示，POME的高有机负荷使其单位面积功率（1.5 W/m²）显著高于市政污水（<0.5 W/m²）。

性能评估与关键挑战
在COD去除方面，膜修饰型MFC表现突出（93.70%），但功率密度较低；而系统优化可兼顾处理效率（97%）与能量产出。主要挑战包括POME的酸性环境（pH 4-5）抑制微生物活性、悬浮物导致膜污染，以及高浓度营养盐引发的阴极催化剂失活。对比传统厌氧消化，MFCs污泥产量减少30%，但低功率输出（相较化石能源）仍是规模化应用的瓶颈。

未来发展方向
新型抗污染膜材料（如石墨烯复合膜）和微生物电化学调控成为研究前沿。通过整合微生物组学与材料科学，优化电子传递链效率被视作提升性能的关键。此外，将MFCs与下游工艺（如藻类培养）耦合，可实现磷氮资源回收，推动"零排放"目标。

结论
MFC技术已证实其作为POME可持续处理方案的可行性，其独特的DC自供电特性为棕榈油产业绿色转型提供了新范式。尽管存在技术限制，但通过跨学科创新，MFCs有望成为实现循环经济的重要技术支点。