能源是人類生產(chǎn)和生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展，使能源的消耗不斷增加，導(dǎo)致現(xiàn)有的能源儲(chǔ)量已不能夠滿足社會(huì)迅速發(fā)展的需要，能源短缺已成為遏制發(fā)展的重要問(wèn)題之一;同時(shí)，傳統(tǒng)能源在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染和生態(tài)破壞等一系列相關(guān)問(wèn)題，從而迫使人們開始不斷探索新的環(huán)保能源以替代傳統(tǒng)能源。
氫氣是一種理想的清潔能源，它的高燃值、無(wú)污染、可再生等優(yōu)點(diǎn)，成為人們?cè)谛履茉囱芯恐幸恢彼非蟮睦硐肽繕?biāo)。由于許多國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)對(duì)這一研究的重視，使得制氫技術(shù)得到迅速發(fā)展。目前，常用的制氫技術(shù)主要有電解制氫、熱解制氫、光化制氫、礦石燃料制氫和生物制氫等，除生物制氫技術(shù)對(duì)環(huán)境影響較小，且可節(jié)約能源外，其他制氫技術(shù)均需消耗大量能源，在制氫的同時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染。
活性污泥工藝在廢水處理中被廣泛應(yīng)用，其具有處理能力高、處理費(fèi)用低和出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但該工藝在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二次污染物--剩余污泥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前*超過(guò)90%的城市污水處理廠采用活性污泥法作為其核心處理工藝。對(duì)于普通活性污泥法來(lái)說(shuō)，初沉池產(chǎn)生的污泥(污泥含水率為95%~97%)量約為污水處理量的 0.2%～0.3%,二沉池排出的剩余污泥(污泥含水率為99.4%～99.6%)量約為污水處理量的1%～2%,且污泥脫水性極差。剩余污泥的處理費(fèi)用占到污水處理廠總運(yùn)行費(fèi)用的40%～60%。
此外，污泥中含有大量有毒有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物、細(xì)菌以及大量被污泥吸附未分解的有機(jī)物、重金屬離子等，因此需對(duì)其進(jìn)行妥善的處理和處置。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理量和處理率不斷提高，污泥產(chǎn)量將會(huì)逐年增加，加之相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)的嚴(yán)格限制，污泥的處理和處置已成為環(huán)境領(lǐng)域的一大難題。而開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的污泥減量化技術(shù)，已成為解決剩余污泥問(wèn)題的理想途徑。利用剩余污泥制氫，不但成本低廉，而且廢物可再利用，可達(dá)到污泥減量化、無(wú)害化的目的。
近年來(lái)，研究人員利用不同的預(yù)處理方法對(duì)污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫展開了廣泛研究，其主要的預(yù)處理方法有物理法(微波預(yù)處理、超聲波預(yù)處理、熱預(yù)處理等)、化學(xué)法(酸性預(yù)處理、堿性預(yù)處理等)和生物法(酶預(yù)處理等)。
