N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为一种重要的化工原料,广泛应用于锂电、医药和绝缘材料等行业,因此产生了大量的NMP废水排放到环境中。由于NMP具有生物毒性,传统的厌氧生物处理对废水中NMP的去除效果较差,需要找到一种有效的处理方法来去除NMP,降低其对环境的污染。本论文设计了一种上流式电刺激微生物系统用于NMP废水的强化降解研究。首先对比研究了电化学系统、厌氧生物系统和电刺激微生物系统对NMP的降解性能。其中电刺激微生物系统对NMP的降解效果最好,其去除率比电化学系统和厌氧生物系统二者之和还要高,说明电化学和微生物在对NMP的降解过程中存在着协同作用。其次,进一步研究了关键因素对NMP降解效果的影响,包括外加电压、进水NMP负荷、电子供体用量和硝酸盐浓度。NMP的去除效率随着外加电压（0-0.4 V）的升高、乙酸钠浓度(400-800 mg·L-1)的增加而增加,随着进水NMP负荷(6.06-12.12 mol·m-3·d-1)和硝酸盐浓度(0-150 mg·L-1)的增加而降低。在优化的反应条件下(外加电压为0.4 V,进水NMP负荷为6.06 mol·m-3·d-1,乙酸钠浓度为800 mg·L-1,不加硝酸盐),电刺激微生物系统中NMP去除率可达到93%,TOC去除率接近90%。通过气相色谱、液相色谱-质谱对降解产物进行分析,推测NMP在电刺激微生物系统中的厌氧降解途径。对微生物群落动态变化进行分析,发现电刺激促进了异养NMP降解功能菌（Rhizobium）、自养NMP降解功能菌（Paracoccus和Pseudomonas）、电化学活性菌（Pseudomonas）、氨化细菌（Rhizobium和Pseudomonas）、发酵细菌（Bacteroidetes）、产乙酸菌（Proteiniclasticum）和产甲烷菌（Methanosaeta）等的代谢生长,从而加强了NMP的降解和矿化。根据已鉴定的中间产物和微生物群落结构分析,提出了在电刺激微生物系统中促进NMP厌氧生物降解的可能代谢机制。