发酵法生物制氢技术以生物质为原料进行可再生能源物质氢气的生产符合可持续发展战略的要求已成为世界各国竞相开发的高新技术之一本文以混合菌种的连续流发酵生物制氢系统为基础结合间歇培养试验对发酵生物制氢反应器的启动混合菌种的发酵产氢机理不同有机废水产酸发酵类型的产氢能力运行稳定性以及生物制氢反应系统的生物强化技术等进行了深入研究这些研究对进一步提高系统的产氢能力加速发酵法生物制氢技术的产业化进程具有重要意义。　　连续流生物制氢反应器的快速启动研究结果表明启动初期的容积负荷直接影响系统发酵类型的形成通过对一级可控生态因子容积负荷的控制可以实现反应器的快速启动并达到预期的产酸发酵类型当容积负荷控制为5 kgCOD/m3·d左右进行启动时易形成丁酸型发酵如果启动初期的容积负荷控制在1012kgCOD/m3·d的范围内则系统容易形成乙醇型发酵在过高的有机负荷下启动可能造成反应系统的过酸状态而导致反应器启动的失败。　　对发酵生物制氢系统的生态演替规律以及顶极群落内平衡与反馈调节机制的研究表明系统内发酵产物的变化是发酵菌群生态演替和发酵微生物自身生理代谢调节综合作用的结果在反应器的启动阶段系统发酵产物的变化主要是由发酵菌群的生态演替造成的在系统的稳定运行阶段系统发酵产物的变化来自发酵菌群自身的生理代谢调节作用当环境条件的变化超出系统自身调节能力的范围时系统会通过生态演替形成新的顶极群落。　　产氢-产酸发酵菌群的产氢途径共有三种即EMP途径中的丙酮酸脱羧产氢 NADH/NAD+的平衡调节产氢和产氢产乙酸菌的产氢产乙酸作用对产氢-产酸发酵菌群产氢机理的研究表明1在发酵生物制氢系统中氢气主要是由丙酮酸脱羧作用产生的NADH/NAD+的平衡调节对系统产氢的贡献较小它的作用主要表现在维持系统的运行稳定性方面2在发酵生物制氢反应器的启动阶段反应系统中的产酸发酵菌群能够将少量的乙醇和乳酸转化为乙酸而对丙酸丁酸和戊酸则无转化能力3在发酵生物制氢反应系统完成菌群驯化进入稳定运行期后产氢产乙酸细菌的产氢产乙酸作用不再发生它对系统的产氢作用无贡献。　　对有机废水产酸发酵的三种类型即乙醇型发酵丁酸型发酵和丙酸型发酵产氢能力的研究结果表明以糖蜜废水为原料在容积负荷15kg COD/m3·d的条件下乙醇型发酵的产氢能力最高最大产氢能力可达1.5m3H2/m3反应器·d丁酸型发酵也具有较高的产氢能力最大产氢能力为0.8m3H2/m3反应器·d丙酸型发酵的产氢能力很低最大产氢能力仅为0.06m3H2/m3反应器·d其中乙醇型发酵的平均产氢能力是丁酸型发酵的1.8倍是丙酸型发酵的60倍　　对有机废水产酸发酵不同类型的运行稳定性研究表明乙醇型发酵的运行稳定性要优于丁酸型发酵 NADH/NAD+的平衡调节能力是影响运行稳定性的一个关键因素在乙醇型发酵中产乙醇过程和产乙酸过程的耦联保证了NADH/NAD+的平衡而在丁酸型发酵过程中产丁酸过程不能氧化过剩的NADH+H+导致产乙酸过程生成的NADH+H+在系统内大量积累影响了系统的稳定运行。　　本文将生物强化技术引入生物制氢领域确定了连续流发酵法生物制氢工艺的最佳生物强化控制参数和高效菌种的投加技术研究表明系统在一定控制条件下达到稳定运行状态在容积负荷为12kgCOD/m3·d时投加菌种量为5％的条件下系统生物强化作用后的平均产气能力和平均产氢能力比生物强化处理前分别提高了12.9%和18%而且生物制氢系统的生物强化作用有利于进一步提高反应系统的运行稳定性。