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氢能的开发利用首要解决的是氢能的制备问题。将生物制氢技术与有机废水处理相结合，制氢过程中几乎不使用化石燃料，同时又可以处理废水，获得清洁能源氢气，实现了有机废水的资源化利用。
本论文主要研究了不同生物活性物质对混合产氢细菌活性的增强作用，以及生物制氢反应器的改进和过程优化控制对提高反应器产氢能力的影响，为进一步实现生物制氢工业化提供了理论依据。
1.通过批式实验的方法研究了不同种类、不同浓度生物活性物质的添加对产氢细菌产氢能力和代谢途径的影响。研究发现微量的L-半胱氨酸在30-35℃之间均能大大促进产氢细菌的产氢活性。以酶促反应模型对投加L-半胱氨酸的产氢特性进行动力学解析，得到了L-半胱氨酸增强产氢细菌活性的动力学参数。
2.设计了长径比不同的两种CSTR反应器，研究结果表明长径比为5的反应器表现出更高的废水处理能力和产氢能力，反应器能在HRT为8-4h下稳定运行。为使反应器能在HRT为2h下稳定运行，需向发酵培养基中投加0.1g/L的钙离子。钙离子的投加可以促进反应器内絮体的形成，从而在很大程度上提高反应器的运行稳定性和产氢能力，采用Monod模型对反应器的产氢特性进行动力学模拟，得到了CSTR反应器产氢动力学参数。
3.设计了一种长径比为20的改进型UASB反应器用于生物制氢的研究。较大的长径比和三相分离器的截留作用促使产氢细菌在短短20天的时间内形成稳定的自絮凝产氢颗粒，自絮凝产氢颗粒的形成允许反应器在HRT为2h下稳定运行，并保持较高的废水处理能力和产氢能力，为进一步实现生物制氢工业化提供了理论依据。