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污水处理厂的生物处理副产物剩余污泥中含有大量的蛋白质、碳水化合物等可被微生物利用的有机资源，是生物法制取清洁能源-氢气的良好底物。本论文以剩余污泥为发酵底物，以pH值作为控制因子，研究了pH值对暗发酵-光发酵联合产氢过程中氢气产量的综合影响，旨在最大化的实现剩余污泥产氢，同时实现剩余污泥减量化、稳定化和资源化利用。论文首先研究了pH值对剩余污泥暗发酵产氢的影响，结果表明，碱性条件有利于剩余污泥发酵产氢。在pH为10.0的条件下，暗发酵产氢量最大，发酵132h后累积H2产量达23.7mL/gVSS。对剩余污泥暗发酵过程的水解、产酸及产甲烷阶段的进一步分析发现，在pH为10.0时剩余污泥的水解率和挥发性脂肪酸（VFAs）产量都较高，发酵时间为60h时，污泥中的碳水化合物和蛋白质浓度分别为0.96和4.85g/L，发酵132h后，乙酸、丙酸和丁酸的总浓度值达到3.34gCOD/L，而整个过程中产甲烷菌的活性受到抑制，因此得到了较高的累积H2产量。另外研究还发现，碱性条件下更有利于实现剩余污泥减量化的目的，总悬浮固体（SS）和挥发性悬浮固体（VSS）的减量化最大值为51.83%和49.80%。为进一步提高剩余污泥的利用率及氢气产量，论文以暗发酵过程中产生的发酵液为底物，采用类球红细菌（Rhodobactersphaeroides）为产氢微生物进行光发酵，考察了pH值对光发酵产氢的影响。由于类球红细菌的产氢代谢受NH4+-N浓度、VFAs浓度和光照强度的影响，因此，为了去除这些因素对光发酵产氢的影响，以得到最大的H2产量，论文首先NH4+-N浓度、VFAs浓度和光照强度对光发酵产氢的影响进行了探讨。结果发现NH4+-N浓度会对光发酵产氢产生抑制，NH4+-N为0.005g/L时累积H2产量达到了最大值38.0mL；VFAs浓度过高或过低都会对光发酵产氢产生影响，VFAs浓度为1.88gCOD/L时，产氢停滞期短，H2转化率较高，且在较短的反应时间内能得到最大的累积H2产量，因此是光发酵产氢的最适VFAs浓度；7000lux是光发酵产氢的最适光照强度；pH为7.0时，光发酵240h后得到了最大的累积H2产量，为34.3mL。综合剩余污泥暗发酵和光发酵两部分的研究结果，对暗发酵-光发酵联合产氢的产氢条件进行了探究，结果发现在进行剩余污泥暗发酵时，pH10.0是暗发酵产氢的最佳条件，但用1L剩余污泥暗发酵液作为底物进行光发酵产氢时，pH9.0的暗发酵液得到了更大的氢气产量，为1331.9mL，氢气产率为117.8mLH2/g-VSS，以pH10.0的暗发酵液为底物进行光发酵时得到的氢气产率为117.5mLH2/g-VSS，这两种条件下的氢气产率相差不大，在同时考虑成本的情况下，暗发酵条件为pH9.0时是剩余污泥暗发酵-光发酵联合产氢的最佳条件。最后，通过建立动力学模型，用Gompertz模型来描述pH值对剩余污泥暗发酵和光发酵的动力学影响，结果在暗发酵条件下，各个pH值条件下的拟合度R2都大于0.95，拟合度较好，且在pH10.0的条件下，得到了最大的Pmax（H2最大生成潜能）27.40mL/gVSS和Rm（最大可能H2生成速率）0.26mL/(gVSS·h)。在光发酵产氢过程中，各个pH值条件下的拟合度R2都大于0.99，Pmax的最大值在中性条件下（pH为7.0）时得到，为46.79mL，得出的最大Rm为0.21mL/h，与试验得到了相同的结论。