发展清洁能源和可替代的新能源是未来世界开发能源的潮流,氢能是最佳的选择。在各种开发氢能途径中,利用微生物有效开发氢能是重要途径之一。其中发酵法生物制氢技术以其产氢能力高、稳定性好、可实现有机物资源化等优势而成为生物制氢技术的首选。生物制氢按微生物的生长方式可分为悬浮菌种产氢和固定化微生物产氢两种产氢方式。目前国内的研究主要以悬浮菌种产氢为主,固定化微生物制氢方面的研究较少。论文用海藻酸钠为包埋剂对产氢微生物进行固定化,处理高浓度模拟有机废水产氢。在借鉴课题组前期研究成果上对固定化污泥的不同预处理方法进行了比较,对海藻酸钙固定化微生物进行了改性研究以增强其传质性能,研究了固定化微生物产氢的主要影响因子,并在以上工作的基础上对固定化微生物连续流产氢操作关键性因子进行了探索性研究。分别考察了热处理、酸处理和碱处理对固定化微生物发酵产氢的影响。由于热处理可有效杀死产甲烷菌,使固定化微生物具有较高的累积产氢量和产氢速率。为了提高传质性能对包埋污泥的海藻酸钠载体进行了改性研究,比较CA/AC、CA/CaCO₃、CA/Al₂O₃等改性材料固定化微生物的产氢性能。采用各种改性材料固定化后小球的比产氢速率均有不同层次的提高,其中用CA/AC（粉状）固定微生物有最大产氢量为564.59ml,最大产氢速率为40.35ml/h,产氢延迟期仅有11.36h。改性后,有利于传质,产氢速率大大提高,具有较好的应用前景。在固定化微生物厌氧发酵制氢过程中,温度和发酵体系中的pH值是发酵产氢重要影响因素。当发酵温度为35℃时,得到了最大累积产氢量496mL,平均比产氢速率15.8mLH₂/h·g蔗糖。当初始pH值为8.0时,得到了最大产氢量460mL和平均比产氢速率14.36mLH2/h·g蔗糖。当发酵环境中的pH值为4.5～5.5时,为最佳的持续产氢pH值。发酵细菌产氢过程需要一个合适的底物浓度范围,随着底物浓度的增加最大产氢量有所提高,但产氢延迟时间明显增加,高浓度下发酵产氢的平均比产氢速率较低。当污泥投加量为50ml时能缩短厌氧发酵时间,提高产氢速率。针对固定化微生物连续流操作的关键性影响因子反应器启动时间和水力停留时间进行了探讨研究。试验表明,将不同驯化时间的产氢污泥固定化后,微生物的产氢延迟期明显缩短。其中驯化8小时的产氢污泥能提高固定化微生物的产氢速率,缩短产氢周期。通过活化后的固定化微生物,产氢性能显著提高。固定化微生物在水力停留时间为2h的条件下具有较高的累积产氢量和产氢速率,并且此时固定化微生物具有较好的产氢性能。这为今后的固定化微生物产氢连续流试验及固定化微生物产氢工业化提供了一些参考。