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发酵法生物制氢技术在处理有机废水和废弃物同时产氢，具有改善环境和实现能源再生的双重功效，是一项具有良好应用前景的技术。然而发酵产氢细菌不能转化小分子有机酸和醇，由于存在代谢障碍降低了氢气转化率。微生物电解池（MEC）是一项新兴的废水处理与产氢技术，在电化学辅助作用下可实现碳水化合物和小分子有机酸产氢。然而微生物电解池产氢技术在高浓度碳水化合物条件下，容易产生酸化，产氢效能降低。可见，如何实现碳水化合物高效转化产氢是生物制氢技术的难点。本文主要探讨环境因素对乙醇型发酵产氢及凝集的影响，将乙醇型发酵产氢技术与MEC产氢技术偶联，实现碳源梯级利用，提高底物利用率和产氢能力，这一研究具有重要的现实和理论意义。以乙醇发酵产氢细菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3（哈尔滨产乙醇杆菌）进行产氢发酵时，Ca2+浓度为0.5g/L时菌株YUAN-3的凝集系数为90%以上，产氢量随Ca2+浓度增加而下降。在0.1g/L Ca2+浓度时，菌株X-29的产氢量为1400ml-H2/L-培养基；产氢菌X-29的自凝集效果较差，其凝集系数在10%左右，Ca2+的投加对菌株X-29的凝集影响不大。培养基中Fe2+浓度为0.1g/L，L-半胱氨酸浓度为0.8g/L时，YUAN-3的凝集和产氢能达到较好效果。对产氢菌YUAN-3和X-29的蛋白表达图谱分析，发现了可能与凝集相关的差异蛋白，其结构与苜蓿根瘤菌1021的转录调控蛋白家族的Putative GntR蛋白相似。分析不同二糖对产氢菌YUAN-3产氢量和底物利用率的影响。菌株YUAN-3在以蔗糖作为底物时具有较高产氢量和底物利用率。35g/L-蔗糖时，氢气产量为1936ml-H2/L-培养基，底物利用率在20g/L时为100%；24g/L-乳糖时，氢气产量为1387ml-H2/L-培养基，乳糖浓度低于10g/L时的底物利用率高于90%；以麦芽糖作为底物时的底物利用率和产氢效率都相对较低。利用产氢产乙醇发酵与MEC耦合实现了蔗糖梯级产氢。将菌株YUAN-3与产电细菌Shewanella sp. NH41复配进行一步法产氢，氢气产率为2.82mol-H2/mol-底物；菌株YUAN-3和Shewanella sp. NH41、 Geobactersulfurreducens PCA这两种产电菌复配产氢时，氢气产率为2.95mol-H2/mol-底物。以蔗糖为底物进行两步法产氢时， MEC段的氢气产率为55.37mmol-H2/g-COD，相较于单纯发酵氢气转化率提高了83%，底物转化率提高了56%。