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可实现同步硝化反硝化的无膜微生物燃料电池反应器，主要包括阳极反应区、过渡区、阴极反应区、曝气室和缓冲室，阳极反应区、过渡区和阴极反应区依次相接，曝气室与缓冲室通过开孔相连通且两者均与阴极反应区相接；本发明采用穿孔板过渡区代替昂贵的质子交换膜，实现质子流动的同时，使氨氮一同随水流流动进入阴极反应区，而阴极反应区通过溶氧回流的方式，实现同步硝化反硝化的同时，避免了氧气扩散进入阳极室，从而避免了阳极好氧库仑损失；本发明反应器可以含氨氮废水为燃料产生电能，实现同步硝化反硝化脱氮和生物产电，降低生物脱氮费用，且采用无膜反应器，在保证产电效率的同时可有效降低微生物燃料电池的运行成本。