生物制氢技术在回收能源的同时使大量的有机废弃物得到净化，对解决人类面临的能源危机和环境问题具有重要的意义，也符合当前循环经济的政策和可持续发展的国家战略。发酵法生物制氢技术以其产氢能力高、稳定性好、可实现废物处理资源化等优势而成为生物制氢技术的首选。目前，厌氧发酵生物制氢技术还停留在实验室研究阶段。该技术可以利用的基质较为广泛，但目前的研究主要停留在对单一化合物及少数几种复合化合物的研究上。近年来，我国饮料行业发展迅速。2005年我国软饮料产量达3086.96万吨，其中果汁饮料占软饮料的17.17％，达530万吨，且近几年均以20％左右的速度递增，软饮料市场已成为中国食品行业中发展最快的市场之一。果汁饮料废水具有糖分高的特点，是厌氧发酵产氢的良好基质。本论文选取果汁饮料废水作为研究对象，主要研究了污泥预处理、主要生态因子以及金属离子对产氢的影响。污泥预处理是控制厌氧发酵生物产氢的重要影响因素之一。考察了热处理、酸处理和碱处理对发酵产氢的影响，热处理可以有效地杀灭产甲烷菌，使得产氢反应快速启动，优于其它的预处理方法。在厌氧发酵产氢过程中，发酵体系中的pH值和温度是重要的影响因素。当初始pH值为7.0时，得到了最大产氢量1999mL和最大产氢浓度42.3％。当发酵环境中的pH值为4.5～5.5时，为最佳的持续产氢pH值。当发酵温度为32℃时，得到了最大累积产氢量1805mL，当发酵温度为37℃时，得到了最大产氢速率62mLH₂／h·L废水。不同价态铁中，单质Fe和Fe²⁺可以有效地提高细菌的代谢能力，并提高产氢酶的活性，而Fe³⁺则没有促进作用。在不同价态Fe中，Fe²⁺最佳。当Fe²⁺浓度为0～250mg／L时，可以促进产氢反应，增加产氢量，当Fe²⁺超过250mg／L时，对产氢反应有抑制作用。当Fe²⁺投加量为50mg／L时，得到了最大累积产氢量1936mL和最高产氢浓度，分别比对照组提高了0.15倍和2.4％。综合本研究不同季节在同一实验条件的研究成果可知，自然环境温度对污泥的产氢活性有较大影响，自然环境温度越高，产氢活性越强。本研究最后综合验证了前期各个阶段的研究成果，实验结果表明利用果汁饮料废水进行厌氧发酵产氢是可行的，可以实现产能与降废的双重目的。验证性实验得到了43.6％的产氢浓度和1960mL／L反应器的累积产氢量，折合2.45m³H₂／m³废水的产氢量；CODcr去除率达34.0％，比国内相关报道高4.1个百分点，平均比产氢量达22.4mmolH₂／g（COD）。