随着化石能源的逐渐枯竭,氢能这种有着巨大发展潜力的清洁能源载体拥有着替代化石能源的巨大潜力。另一方面,浒苔等藻类大量繁殖导致的海水富营养化现象已成为海洋环境污染的重要表现,而在治理过程中打捞上来的大量藻体难于处置,因此,如能利用浒苔废弃物为原料产生氢气,一方面为解决海洋污染问题提供了一种新途径,同时产生的氢气等能源物质又具有良好的综合效益。因此,本文研究了浒苔的最优预处理方法、各重要因子对浒苔产氢过程的影响,以及浒苔废弃物的小试、中试工艺运行效能与仿真,拟为海藻废弃物产能的相关研究提供重要参考。采用了静态批次试验研究了 HCl、H2SO4、H3PO4、NaOH、Ca(OH)2五种酸碱物质对浒苔水解糖化的影响,得出浒苔酸碱预处理的最佳方案为HCl预处理,最佳预处理条件为:处理温度60℃、溶液浓度0.2mol/L,处理时间24h。研究了三种活性污泥对浒苔发酵效果的影响,测定各反应底物在不同时间段的代谢产物(VFA、脂类、糖、蛋白等),最终得出好氧污泥发酵效果远好于其他活性污泥,利用浒苔水解液进行了静态产气试验,HCl溶液产气量≥NaOH溶液产气量>Ca(OH)2溶液产气量>H2SO4溶液产气量>H3P04溶液产气量。采用了连续流试验研究了不同氮源、金属离子、发酵温度和pH对浒苔发酵产气量的影响,并对试验结果进行了产氢动力学拟合。结果表明,有机氮源酵母膏对发酵过程生物量提高效果最好,无机氮源硝酸钠产气量最高,Fe2+对发酵产氢效果影响最大,最佳发酵温度为30℃～37℃,此时产气量最高为28.8ml,还原糖利用率为83.3%;最佳pH范围为5～6,产气量最高为38.3ml,还原糖利用率为75.2%。在小试IBR反应器利用浒苔水解液产氢动态试验中,采用启动期用糖蜜为底物快速启动反应器,稳定期逐步替换浒苔的运行策略。启动21天和39天后,UASB区和CSTR区开始产气,最高产气量4L/d,证明该运行策略可以缩短反应器启动时间。在稳定期CSTR和UASB出水COD保持稳定,随进水COD变化而变化,产气量同容积负荷成正比,最高产气量l0L/d,最高容积负荷4.18kgCOD/(L·d),最高COD去除率93.2%,产酸相pH适合范围为4.0～5.0,调控进水pH和容积负荷可以稳定反应器状态,提高产气量。在中试装置运行过程中,在糖蜜底物期,总容积负荷8.69kgCOD/(m3·d)时,达到最大产气量为4766L/d,在底物转换期产气量呈先下降后上升趋势。在浒苔底物期产气量随容积负荷增加而增加,产气量随pH和ORP增加而下降,,ORP适合范围为-300～-150mV,反应器正常运行时COD去除率在76%～95%之间,浒苔底物期最大产气量为4909L/d,总容积负荷9.46kgCOD/(m3·d)。利用BP神经网络研究了得出影响反应器产气率和COD去除率的4种因子排序,建立输入层神经元数为4,隐含层神经元数为6,输出层神经元数为2的3层网络模型,得出各因子排序:进水COD>进水pH>ORP>浒苔含量。利用径向基函数为核心函数建立支持向量机数学模型,根据经验理论确定出模型中参数,比较了BP神经网络和支持向量机对发酵过程的模拟预测结果,BP神经网络模拟结果误差在0.13%～8.71%之间,支持向量机模拟结果误差在0～3.27%之间。分析发现在对厌氧发酵过程的模拟方案中,支持向量机模拟效果较好。