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剩余污泥中含有大量的有机质、有毒有害物质以及营养元素,如不经处理,会对环境造成严重污染。以剩余污泥为底物进行厌氧发酵,不仅可以减少污泥排放,同时也能获得清洁能源氢气。因此,本文以污水处理厂的剩余污泥作为厌氧发酵产氢的底物,以缺氧池的污泥作为接种污泥进行厌氧发酵产氢研究。在确定剩余污泥投配比的基础上考察氧化还原介体（ROMs）对剩余污泥发酵产氢影响,以及初始pH和NH4Cl对ROMs介导剩余污泥发酵产氢的影响,并采用高通量测序技术分析剩余污泥发酵产氢中微生物群落结构特征。本论文首先设定了5个剩余污泥投配比,即0%、20%、40%、60%、80%,考察不同污泥投配比对厌氧发酵产氢的影响。结果表明,剩余污泥厌氧发酵的累积产氢量随着剩余污泥投配比的增加呈现先增加后降低的变化趋势,且在剩余污泥投配比为60%条件下,累积产氢量达到最大值（4.72 mL）。液相末端发酵产物包括乙醇、乙酸、丙酸和丁酸,且随着剩余污泥投配比的增加,丙酸的百分含量呈现先减少后增加的变化趋势,而乙醇和丁酸表现出与丙酸相反的变化趋势,当剩余污泥投配比为60%时,乙醇和丁酸的含量比其它试验组高出7.4%28.6%和2.9%3.8倍。蒽醌-2-磺酸钠（AQS）、指甲花醌、甲萘醌、氧化石墨烯（GO）作为ROMs催化剩余污泥发酵产氢的试验结果表明,AQS可以显著促进剩余污泥厌氧发酵产氢效果,其累积氢气产量为6.18 mL,而其余的ROMs却抑制了产氢菌的活性。微生物群落结构分析表明,所有ROMs均可提高微生物群落多样性,且Proteiniclasticum属为AQS体系中的优势产酸发酵菌群。进一步研究发现,在AQS浓度为0300 mg/L范围内,剩余污泥厌氧发酵的累积产氢量随AQS浓度的增加呈现先增加后降低的变化趋势,并在AQS浓度为100 mg/L条件下达到最大值（8.22 mL）。微生物群落结构表明,在AQS浓度为100 mg/L条件下的优势产酸发酵菌群为Longilinea、Proteiniclasticum和Thermomarinilinea,它们的相对丰度分别为12.0%、4.7%和2.3%。通过考察初始pH与NH4Cl对AQS介导剩余污泥发酵产氢影响,发现在初始pH为6.0和8.5的条件下厌氧污泥具有良好的产氢能力,培养156 h后的累积产氢量分别为11.72 mL和12.13 mL。然而,微生物群落结构解析结果表明,它们的主要产酸发酵菌群却不一样,在初始pH为6.0条件下,Longilinea为优势产酸发酵菌群,而Longilinea、Proteiniclasticum、Guggenheimella和Youngiibacter是pH为8.5条件下的优势产酸发酵菌群。当NH4Cl浓度为0800 mg/L时,AQS介导的剩余污泥发酵的累积产氢量随着NH4Cl浓度的增加呈现先增加后降低的变化趋势,且在NH4Cl的浓度为60 mg/L条件下达到最大值,为10.34 mL。Longilinea（17.9%）、Proteiniclasticum（9.5%）、Guggenheimella（4.1%）和Youngiibacter（4.0%）为该条件下的优势发酵产氢菌。