光合生物制氢在以秸秆等木质纤维素类原料为底物时,常常出现底物伴随气泡上浮形成泡沫与浮渣的现象,影响光合生物制氢的效果,减弱泡沫的产生与降低泡沫存在时间将可能提高秸秆类光合生物制氢的产氢效果,也有助于解决工业化生产的实际问题。本文中使用六种不同成分的消泡剂作为添加物,研究了不同消泡剂的添加量对总产氢量、产氢速率、平均氢气浓度、泡沫高度、发酵液表面张力等多个方面的影响。从多种消泡剂中选出一种进行响应面法模型实验以优化工艺参数,尝试通过改变消泡剂添加量、底物浓度和底物目数以提高光合生物制氢的效率与稳定性。实验结果表明:（1）通过对多种消泡剂的添加实验结果的分析,与不添加消泡剂相比,添加各种消泡剂均不同程度地提升了光合生物制氢的产氢量。其中型号为F1075的消泡剂在0.125 m L/L的添加量时,累计产氢量相较于对照组提高了22.9%,为72.6 m L/g。消泡剂提升累计产氢量的效果并不随着添加量的增加持续提高,当超过一定浓度时,累计产氢量不再提高。通过产氢动力学分析发现,F1075消泡剂的添加明显地改变了产氢曲线的形态,降低了最大产氢速率,从而使发酵过程变得更加稳定可控。（2）通过对发酵过程泡沫产生与持续情况的观察,发现添加消泡剂可以有效地起到控制泡沫的作用,减少泡沫的峰值高度与泡沫的持续时间。消泡剂的添加量越多,泡沫控制的效果越好。通过对泡沫层的结构进行分析,发现秸秆的长纤维结构增强了泡沫的稳定性。通过将同样浓度的消泡剂加入到光合细菌生长培养基中,发现本文使用的的大部分消泡剂对细菌生长基本没有影响,不会对细菌的生长产生毒性作用。（3）对发酵过程中的pH值、还原糖等液相成分进行了测量,发现不同的消泡剂添加没有产生明显的组间差异,说明消泡剂并非通过以上成分影响产氢过程。通过对发酵液的表面张力和粘度系数进行测量与分析,发现消泡剂的添加对发酵液的表面张力有较大的影响,对粘度系数的影响较小。表面张力和粘度系数可能是改变消泡效果的关键因素。（4）在单因素实验的基础上,进行了响应面法工艺因素优化,以总产氢量与累计泡沫高度两种实验结果作为响应值,分析了因素间的交互作用影响。当底物浓度为35.9 g/L,底物目数100目,消泡剂添加量0.134 m L/L时,具有最优的累计产氢量79.41 m L/g。经过优化后的工艺条件可以最大程度提高单位秸秆的产氢量同时减少泡沫的产生。通过实验验证,该模型误差较小,符合实际情况。