污泥消化氢气利用概述

在能源短缺备受关注的今天，氢能作为一种无污染、可再生的理想燃料，被认为是优秀的替代能源。氢是许多厌氧微生物以及少数好氧微生物代谢过程中一个重要的元素。当环境中存在氢时，许多有机体都具有利用它的能力，通过氧化氢得到电子并产生能量。在没有外部电子受体时，一些生物通过将H 转化为H2来处理代谢过程中产生的过量电子。

污泥中含有大量的有机质，有机质中含有大量氢元素（表1为华东某城市污泥元素含量情况），可以作为氢能的来源。氢能具有燃烧热值高、清洁无污染、适用范围广的特点。从未来能源利用的角度来看，氢是零排放、高能值的洁净燃料，尤其是以氢为燃料的燃料电池，具有环境友好性和高效性，将很可能成为未来理想的能源利用方式。

人工制氢的方法有很多种，主要有物理化学法和生物法两种方法。物理化学法有太阳能制氢、水分解法制氢、水电解制氢、水煤气转化制氢及甲烷裂解制氢等方法，具有生产工艺复杂、基础能耗大、成本高等缺陷。

生物化学制氢是利用微生物在常温常压下进行生物酶催化反应制得氢气，达到废物处理和产能同时进行的目的，因而具有极为广泛的应用前景。

特别是污泥厌氧发酵制氢，发酵过程无需光照或其他能源输入，而且可以采用富含碳水化合物的废水或固体废物（如餐厨垃圾等）作为基质，原材料和能源的耗费均相对较少，同时还可以对废水和废物进行处理，是集废物减量化和能源化一体的技术。厌氧发酵制取氢气的研究最早开始于20世纪70年代，近年来随着对可再生能源需求的增加，这一技术逐渐被称为“绿色科技”，被广大的研究者关注。