焦化废水生化处理流程复杂,污染物降解过程尚不明确,构建无膜空气阴极焦化废水微生物燃料电池,利用循环伏安法、红外分析、微生物群落结构等分析考察了焦化废水的降解过程中,各类有机物含量变化、官能团的变化、有机物异步降解次序及优势菌种的演替.焦化废水中含硫无机物被优先降解,酚类降解次之,含氮污染物历经好氧硝化与厌氧反硝化降解过程,但落后于前者;长链烷烃类降解缓慢;生物群落结构与底物中有机物种类密切相关,初期Desulfurella优先氧化含硫污染物、Flavobacterium降解酚类次之、Nitrospirae氧化降解NH_4~+-N较为缓慢,随时间延长Alcaligenes、Thiobacillus演变为优势菌落,实现了酚类的降解及NO_3~-的反硝化降解;电池输出电压为470.9mV,最高输出功率密度达12.5mW/cm2,COD、Tphenols、Tsurful、TN、NH_4~+-N的降解分别为85.8%、83.3%、87.5%、43.8%、89.9%.利用微生物燃料电池技术处理焦化废水,一步实现水质净化及能量回收,为废水生物处理控制提供理论和实践参考.