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随着人类对能源需求量的急剧增长,化石能源的短缺,加之化石燃料燃烧引发的一系列日益凸显的环境问题,寻求可替代的可再生清洁能源已成为国际热点议题。生物质能（如氢气和乙醇）以其清洁、高效和可再生的特点,被视为21世纪最具发展潜力的新兴能源。利用地球上含量丰富的木质纤维素生产生物质能越来越受到世界各国的高度重视。本研究利用嗜热厌氧梭菌（Clostridium thermocellum ATCC 27405）和嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27/Δldh）介导的生物降解体系,从以下几个方面研究甘蔗渣降解产氢及产乙醇:1)CaCO3强化嗜热厌氧菌降解甘蔗渣产氢及产乙醇并进行机理初探;2)pH控制对C.thermocellum降解甘蔗渣产氢影响;3)CaCO3和非离子表面活性剂Triton X-100强化嗜热厌氧菌降解甘蔗渣。CaCO3可强化嗜热厌氧菌发酵甘蔗渣产氢及产乙醇,通过对发酵工艺的优化,以2%预处理后的甘蔗渣为发酵底物,CaCO3添加浓度为20 mM,利用C.thermocellum进行嗜热厌氧发酵。氢气产量最高达到97.83±5.19 mmol/L,与不添加CaCO3对照组相比提高了116.72%。与添加CaCO3条件下的C.thermocellum单培养体系相比,C.thermocellum和T.aotearoense共培养体系虽然在产氢方面没有明显优势,但乙醇产量有明显提高。在最适发酵条件下,乙醇产量达到10.60±0.81 mM,与不添加CaCO3的对照组相比提高了192.82%。CaCO3对发酵液pH具有缓冲作用是其强化嗜热厌氧菌降解甘蔗渣的重要原因。在500 m L机械搅拌式生物反应器中研究了恒定pH控制和两阶段pH控制对C.thermocellum发酵产氢影响,发现pH控制方式对C.thermocellum发酵产氢有显著影响:C.thermocellum发酵产氢的最适pH为6.0左右;在C.thermocellum代谢过程中,氢气和发酵液中代谢产物（主要为乙醇和乙酸等有机酸）的生成存在竞争关系,两者产量存在此消彼长的关系;两阶段pH控制方式不能进一步有效促进C.thermocellum发酵产氢。CaCO3和非离子表面活性剂Triton X-100可共同强化嗜热厌氧菌降解甘蔗渣,通过发酵条件的优化,发酵液中的还原糖总量最高可达14.07±0.67 g/L。非离子表面活性剂Triton X-100对嗜热厌氧菌具有毒害作用,会导致嗜热厌氧菌代谢终止,但表面活性剂可提高发酵液中羧甲基纤维素酶活力、木聚糖酶活力和β-葡萄糖苷酶活力,从而提高对甘蔗渣的水解效率。本研究一方面借助廉价易得的CaCO3强化嗜热厌氧菌降解甘蔗渣产氢及产乙醇,为利用CBP途径生产生物质能提供了行之有效的方法;另一方面借助CaCO3和非离子表面活性剂Triton X-100实现由嗜热厌氧菌介导的生物降解体系对甘蔗渣的生物糖化,进而进行后续的乙醇发酵,为未来木质纤维素的能源化提供了新思路。