氫能同氧在燃料電池中結(jié)合產(chǎn)生水。在氫能夠大規(guī)模代替其他燃料之前,，它必須是可再生生產(chǎn)的,。生產(chǎn)氫的厭氧發(fā)酵工藝在過(guò)去十年間被廣泛研究，發(fā)現(xiàn)可再生的氫生產(chǎn)是有希望的,，剩下的主要挑戰(zhàn),，是發(fā)酵工藝的長(zhǎng)期運(yùn)行和確認(rèn)合適生產(chǎn)氫的基質(zhì)。
幾乎任何天然的微生物源都能產(chǎn)生能生產(chǎn)氫的細(xì)菌,。接種物源包括下水道污泥干床,，污泥堆肥產(chǎn)物,，泥土，二次凈化器污泥和中溫消化器污泥,。典型的做法是研究者用熱沖擊處理,，巴斯德殺菌法和煮沸法，去除消耗氫的產(chǎn)甲烷微生物,，不過(guò)熱處理可能也降低接種物固有的產(chǎn)氫能力,。
成功的氫生產(chǎn)也能用不經(jīng)熱處理的接種物達(dá)到，具體的方法是調(diào)節(jié)pH值和固體滯留期,，鼓氣,，或添加特定的產(chǎn)甲烷抑制物，如溴乙烯磺酸,，但消耗氫的微生物遠(yuǎn)期出現(xiàn)的問(wèn)題仍會(huì)出現(xiàn),，這種微生物可能生活在反應(yīng)器的生物膜中。對(duì)連續(xù)產(chǎn)生氫反應(yīng)器的支流進(jìn)行連續(xù)熱處理,，可把輸入可深基質(zhì)系統(tǒng)中的產(chǎn)甲烷活動(dòng)減到最小,。但是，如果被處理的基質(zhì),，例如初級(jí)污泥或城市污水,，包含消耗氫的微生物，反應(yīng)器系統(tǒng)就會(huì)不斷被微生物再占據(jù),。在線(xiàn)熱處理可能證明是不實(shí)際的和經(jīng)濟(jì)上不可行的,。
帶有已知產(chǎn)氫培養(yǎng)基產(chǎn)氫反應(yīng)器的生物學(xué)增長(zhǎng)法，可能是一種處理由消耗氫的微生物生長(zhǎng)引起的運(yùn)行中的長(zhǎng)期麻煩的方法,。為了取得成功,，生物學(xué)增長(zhǎng)法需要一種不昂貴的、容易得到的,、能夠連續(xù)添加的接種物,。城市污水經(jīng)過(guò)厭氧處理產(chǎn)生的污泥，容易從許多城市污水處理廠取得,，它經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，能用來(lái)做生物學(xué)增長(zhǎng)法的接種物源,。
城市污水厭氧處理廠產(chǎn)生的污泥,，進(jìn)行顆粒化處理是固體垃圾管理的一種方法,。在顆?；^(guò)程中，脫水的消化器污泥,，在110-115℃下至少經(jīng)受75分鐘,，這使它的固體含量從25-30%增加到超過(guò)90%，并產(chǎn)生約3mm直徑的顆粒。這些工藝條件超過(guò)那些為制備產(chǎn)氫接種物的熱處理的典型工藝條件,。因此,，這些污泥顆粒，如果經(jīng)證實(shí)能支持發(fā)酵產(chǎn)氫,，就可以用作不昂貴的,、可再生的發(fā)酵產(chǎn)氫反應(yīng)器的接種物。
碳水化合物被認(rèn)為是產(chǎn)氫發(fā)酵工藝最合適的基質(zhì),。葡萄糖和蔗糖的產(chǎn)氫潛力,，已受到廣泛評(píng)估。其他基質(zhì),，包括城市固體垃圾,，豆腐廢料，米酒廠廢水和多種高強(qiáng)度廢水（包括食品加工廢水）,，也受到產(chǎn)氫潛能評(píng)測(cè),，有些研究已對(duì)城市污水污泥作了評(píng)測(cè)，但這些研究不是針對(duì)廢活性污泥就是混合污泥,，卻沒(méi)有針對(duì)初始污泥的,。初始污泥和城市污水，值得加以進(jìn)一步測(cè)試,，看能否做發(fā)酵產(chǎn)氫的基質(zhì),。
報(bào)告發(fā)表在《Bioresource Technology》上的一個(gè)研究，探究了用生物固體顆粒發(fā)酵產(chǎn)氫的能力,，這種顆?？捎脕?lái)做同時(shí)進(jìn)行的生物學(xué)增長(zhǎng)的接種物。實(shí)驗(yàn)中拿生物固體顆粒同煮沸的厭氧消化器污泥和未處理過(guò)的厭氧消化污泥做比較,。另外還比較了兩種未被很好研究過(guò)但各地都有的基質(zhì)的產(chǎn)氫能力,，就是城市污水處理廠的初始污泥和城市污水。葡萄糖被用來(lái)做比較的標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì),。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,，從厭氧消化城市污水廠污泥生成的生物固體顆粒，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)氫反應(yīng)器是一種實(shí)際可用的接種物源,。用生物固體顆?；蛑蠓械奈勰嘧鼋臃N物源，輸入葡萄糖的系統(tǒng)的氫回收率是相等的,，均為20.2-21.5%,。這表示生物固體顆粒并沒(méi)有由于顆粒化工工藝和貯存而受到不良影響,。當(dāng)用初始污泥和城市污水做基質(zhì)時(shí),，煮沸的污泥比生物固體顆粒提供較高的氫回收率,，但愿因可能是接種物中的COD溶解。從城市污水得到的氫回收率小于1%,，不論用哪種接種物源都這樣,，這表示對(duì)于氫產(chǎn)生率，城市污水是一種不良的基質(zhì),。從初始污泥得到的氫回收率比從城市污水得到的高4.4-12.0倍,。這表示初始污泥可能適宜用來(lái)生產(chǎn)氫，不過(guò),，含碳水化合物的污水,，仍然是生產(chǎn)氫的最佳基質(zhì)。
