当前,能源与环境问题日益收到人们的重视。诸多新能源中氢能以其独特的优点得到越来越多人的认可,认为其能有效缓解当前的能源与环境问题。厌氧发酵生物制氢是利用微生物自身的代谢作用把生物质能源转化为氢能,其过程属于绿色过程,又可以实现生物质能源有效利用和减少废弃生物质的焚烧所造成的环境污染问题,符合可持续发展的需要。所以,从长远来看,厌氧发酵生物制氢技术具有广阔的应用前景。本文在前期研究成果的基础上,对生物制氢中产氢菌源的富集作了详细研究,进行了优化,并对微生物的生理生态学也进行了研究,最后以玉米秸秆为底物进行了初步的制氢实验。首先,本实验采用在不同溶液介质中加热、曝气及联合的方法预处理牛粪堆肥,富集厌氧发酵产氢细菌。以蔗糖模拟废水为底物,用不同方法富集的产氢菌进行厌氧发酵制氢,考察不同方法处理过的菌源的产氢效果,并通过正交实验优化了预处理方法,最后用单因素实验得到了最佳菌源浓度。结果表明菌源最佳用量为50g/L,在浓度为0.25%的NaOH中煮沸15 mmin,然后强制曝气15min及反应时调发酵初始pH=6,可以得到较好的产氢效果。经过处理过的牛粪菌源,以蔗糖模拟废水为底物进行发酵产氢实验。通过单因素实验得到蔗糖的最佳浓度为20g/L,当以4.4g蔗糖为反应物时,累积产氢量达725mL,比产氢率达164.8mL/g。当以玉米秸秆为底物进行发酵实验时,最佳底物浓度也为20g/L,以4.4g玉米秸秆为反应物时,累积产气量可达最大值493.4mL,比产气率达112.1mL/g。而且比产气率会随着底物浓度的变化而变化本实验得到的最大比产气率分别为450.9mL/g和186.7mL/g。通过研究发酵过程中的微生物生理生态学,验证了从牛粪堆肥中富集的产氢细菌属梭状芽孢杆菌属。以蔗糖模拟废水为底物发酵时,通过对发酵代谢产物的分析,得到气相中氢气的最大浓度达60.4%,液相产物中主要有机物为丁酸,说明此发酵过程为丁酸型发酵,与梭状芽孢杆菌属细菌的代谢过程一致,而且此过程中蔗糖的利用率达75%。