随着科技进步、经济发展以及化石能源的不合理利用导致环境污染等问题日趋严重。寻找新型可替代能源已是大势所趋,氢能因为清洁可再生而得到重视。在氢能的生产中,光合生物制氢技术优势凸显,它不仅可以将太阳能、氢能以及有机废弃物等的利用、开发与处理紧密结合,还具有成本低、能耗低的特点。本文以异养浓缩小球藻液作为原料,光合细菌(HAU-M1)为产氢细菌,探讨了小球藻作为产氢原料的潜力,优化了小球藻光合生物制氢的工艺参数。首先,对小球藻的成份进行分析,研究其用于光合生物产氢的可能性。接着,设置不同的底物浓度进行光合生物产氢实验,优化最佳的产氢底物浓度。然后在最佳的底物浓度下,分别利用纤维素酶、中性蛋白酶、纤维素酶以及中性蛋白酶对小球藻进行酶解产氢实验,提出不同酶解条件下的最佳酶负荷。最后在酶解产氢的最佳酶负荷条件下,分别揭示初始pH和接种量对光合细菌同步糖化产氢的影响规律。此研究的目的在于探明小球藻作为光合生物制氢原料的产氢效率,旨在进一步扩大光合生物制氢工艺原料的来源,为研究开发高效低成本的微藻类生物质光合制氢技术提供科学参考。结果表明:(1)小球藻含有47.2±0.2%的碳、6.5±0.0%的氢、30.2±0.1%的氧、8.4±0.1%的氮和0.6±0.0%的硫,适宜于作为光合生物制氢的原料。(2)当小球藻底物浓度为25g/L时,累计产氢量达16.65mL,氢气浓度最高可达32%产氢效果较好。(3)用纤维素酶与中性蛋白酶分别单独酶解与混合酶解小球藻产氢时,其产氢量均有所提高。当纤维素酶、中性蛋白酶单独酶解时,酶负荷均为15%时,累计产氢量最高,分别为29.44mL、43.62mL,最高的氢气浓度分别为35.3%、48%;两种酶混合酶解小球藻产氢时,当纤维素酶:中性蛋白酶为3:2时,累计产氢量最高为56.12mL,氢气浓度最高为45.1%。利用纤维素酶和中性蛋白酶对小球藻进行酶解有利于小球藻光合生物产氢。(4)小球藻酶解光合生物产氢的最佳工艺参数分别为:用纤维素酶酶解产氢时,最佳初始pH为7.0,累计产氢量为129.92mL,氢气含量最高为46.2%;用中性蛋白酶酶解产氢时,最佳初始pH为8.0,最高产氢量为82.36mL,最高氢气含量为54.2%;用两种酶混合酶解产氢时,最佳初始pH为7.0,累计产氢量为137.12mL,氢气含量最高为45.8%;用纤维素酶与中性蛋白酶单独酶解以及混合酶解小球藻生物质进行光发酵产氢时,当接种量均为10%时,产氢效果最好,累计产氢量分别为204mL、90.5mL、260.8mL,最高氢气含量分别为 48.8%、39.5%、49.8%。