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本研究使用牲畜粪便堆肥和活性污泥作为天然厌氧微生物来源，经简单处理后，将含碳水化合物的模拟废水转化为清洁能源—氢气，实现了产能和降废的双重目的。 使用修正的Gompertz方程式作为产氢过程的数学模型，利用正交实验设计描述环境因素：反应时间、底物浓度、pH值等对厌氧发酵产氢过程的影响。对于蔗糖模拟废水，实现持续产氢的适宜环境条件为：初始pH值范围为5.4±0.2，底物浓度范围为4.0±0.5g／L。每克蔗糖累积产氢量最高可达146mL，气相中氢气浓度最高可达61％，整个反应过程中没有甲烷生成。对于淀粉模拟废水，实现持续产氢的适宜环境条件为：初始pH值范围为7.0～8.0(对应于反应体系pH=4.5～5.5)，底物浓度范围为4～5g／L。在底物浓度为5g／L，初始pH值为7.5和底物浓度为4g／L，初始pH值为7.0时，分别获得了较好的产氢潜势(166mL／g淀粉，161.4mL／g淀粉)和较高的产氢速率(9.0mL／h，8.5mL／h)。对于麦芽糖模拟废水，实现持续产氢的适宜环境条件为：麦芽糖浓度为10g／L，pH值在4.5～5.5之间，可达到较好的产氢效果。当pH值在5.0时，产氢潜势P达到最大值180mL／g麦芽糖，产氢速率R达到4.0mL／h。对代谢途径的分析实验表明，梭状芽孢杆菌属群(clostridium)在厌氧发酵生物制氢过程中扮演着重要角色，该菌种可从农业堆肥和工业污泥中获得。在上述生物制氢的条件下，含蔗糖和淀粉的模拟废水可同步得到净化处理，模拟废水中COD去除率达40％～60％，最高可达71.4％。 在批式培养反应器中实现生物制氢的基础上，进行约100倍规模的放大实验，设计了30升容积的UASB反应器。以郑州污水处理厂活性污泥为菌种来源，以马铃薯淀粉为底物，浓度10g／L，污泥浓度为10gVSS／L，采用中温厌氧反应条件，已实现持续产氢85天。生物氢气浓度可维持在40～51.00％，经碱液吸收后，最高可达97％。放大实验取得了初步的实验结果。