随着人类文明的进步和工业化生产的进一步扩大，化石燃料的肆意使用造成的能源短缺问题逐渐凸显，与此同时，因化石燃料燃烧而生成的CO2、SO2等，会造成诸如温室效应、酸雨等的环境污染问题,而这也成为了人们关注的焦点。能源与环境问题的双重矛盾促进了国内外可再生能源的研究与开发。氢能作为21世纪最理想的清洁能源，被认为是最具研究价值和开发利用的替代能源。目前世界上氢能的制取大部分是依靠石油、煤炭和天然气，进一步加速了不可再生能源的消耗。随着微生物作用及生物质能源的深入研究，生物制氢技术的潜能也逐渐得到开发，生物制氢技术也成为了制氢技术研究的热点。本文首先研究了厌氧污泥的预处理方式对于产氢结果的影响，选取酸处理、碱处理、热处理以及联合处理方式，对污泥中的菌种进行筛选。在暗发酵过程实验装置中，利用模拟的有机废水作为菌种的底物进行发酵实验，通过对比产气量、氢气含量和产氢量等指标，确定最佳的联合预处理污泥的措施。研究结果表明，自污水处理厂取来的厌氧污泥，80℃温度下经过热处理40min后用pH3.0的溶液浸泡24h，用于暗发酵制氢过程，其氢气体积含量高达85%以上，产氢量可达到1.867mol-H2/mol-葡萄糖。对比了暗发酵液以及常用的光发酵菌的培养液两种方式对光发酵菌进行驯化培养的效果，并进行了产氢测试对比试验。实验结果表明，用暗发酵液相末端产物筛选出的菌种能够更好地用于光发酵产氢阶段，优势菌种具有明显的产氢优势，其光发酵过程的产氢量可高达8.42mol-H2/mol-葡萄糖。对于用两种驯化方式培养的混合菌种，进行了DGGE（变性梯度凝胶实验）优势菌群分析，结果表明，在以暗发酵液相末端产物为培养液驯化得到的光发酵菌中，以红假单胞菌属、沼泽红假单胞杆菌属、紫色硫细菌属等菌种为主，这些菌种对于光发酵系统的产氢能力提供了很大的贡献。论文最后将暗发酵与光发酵进行有机结合，设计了暗-光两阶段产氢方案，其产氢量可高达3.63mol-H2/mol-葡萄糖。