能源是人類生產和生活的重要物質基礎，現代化工業的迅猛發展，使能源的消耗不斷增加，導致現有的能源儲量已不能夠滿足社會迅速發展的需要，能源短缺已成為遏制發展的重要問題之一;同時，傳統能源在使用過程中會產生環境污染和生態破壞等一系列相關問題，從而迫使人們開始不斷探索新的環保能源以替代傳統能源。

氫氣是一種理想的清潔能源，它的高燃值、無污染、可再生等優點，成為人們在新能源研究中一直所追求的理想目標。由于許多國家和研究機構對這一研究的重視，使得制氫技術得到迅速發展。目前，常用的制氫技術主要有電解制氫、熱解制氫、光化制氫、礦石燃料制氫和生物制氫等，除生物制氫技術對環境影響較小，且可節約能源外，其他制氫技術均需消耗大量能源，在制氫的同時對環境造成污染。

活性污泥工藝在廢水處理中被廣泛應用，其具有處理能力高、處理費用低和出水水質好等優點，但該工藝在應用過程中會產生大量的二次污染物--剩余污泥。據統計，目前*超過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。對于普通活性污泥法來說，初沉池產生的污泥(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。剩余污泥的處理費用占到污水處理廠總運行費用的40%～60%。

此外，污泥中含有大量有毒有害物質，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌以及大量被污泥吸附未分解的有機物、重金屬離子等，因此需對其進行妥善的處理和處置。隨著城市化進程的加快，城市污水處理量和處理率不斷提高，污泥產量將會逐年增加，加之相關環境標準及法律法規的嚴格限制，污泥的處理和處置已成為環境領域的一大難題。而開發經濟、高效的污泥減量化技術，已成為解決剩余污泥問題的理想途徑。利用剩余污泥制氫，不但成本低廉，而且廢物可再利用，可達到污泥減量化、無害化的目的。

近年來，研究人員利用不同的預處理方法對污泥厭氧發酵產氫展開了廣泛研究，其主要的預處理方法有物理法(微波預處理、超聲波預處理、熱預處理等)、化學法(酸性預處理、堿性預處理等)和生物法(酶預處理等)。