微藻具有生长速率快、单位面积产率高的特性,这些特性使其能够部分替代陆生植物进行更高效的农业生产,用作原料生产加工各种产品。目前,较高的生产成本阻碍了微藻的规模化工业生产,其成本主要来自两方面:收获成本和高浓度的NaCl、水和营养盐等培养成本。离心方法能耗过高,而添加絮凝剂成本过高。与此同时,培养微藻后的培养基中有大量残余的营养盐,因无法重复利用而被排放,既增加了原料投入,又污染环境。为解决以上问题,本文针对盐生杜氏藻的收获和循环培养展开了研究。利用碱性絮凝来收获盐生杜氏藻不仅能降低能耗,不产生任何污染,还可以回收利用培养基。已用培养基通过物理和化学方法处理后,可以去除抑制盐生杜氏藻生长的物质,实现循环培养。首先模拟培养基中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺的沉淀模型及存在形式发现,在所选用的碳酸氢盐培养体系中,主要是Ca²⁺和Fe³⁺发挥絮凝作用,形成碳酸钙沉淀和氢氧化铁沉淀。在此基础上,探究了pH、Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺对絮凝沉降的影响,发现盐生杜氏藻的沉降效率随pH升高和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺浓度的增加而升高,且四个因素之间有协同作用。最终,优化得到盐生杜氏藻在碳酸氢盐人工海水培养基的絮凝沉降条件:pH=10.5,c(Ca²⁺)=8 mmol/L,c(Mg²⁺)=3 mmol/L,c(Fe³⁺)=160μmol/L,在此条件下,Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺在培养基中的残余率分别为4.10%、64.3%和0,残留浓度低于初始培养基,因此可以重复利用培养基。此外,盐生杜氏藻在培养基中利用最优絮凝条件直接进行沉降的沉降效率能达到80%以上,明显高于未处理的已用培养基,但低于盐藻重悬后在新鲜培养基中的沉降效率。盐藻的生长阶段不是影响絮凝沉降的主要因素。盐生杜氏藻的已用培养基会抑制盐藻的生长,不经处理不能用于循环培养。本文探索了用物理和化学方法处理循环液的方法,发现NaCl O能够循环的次数与其浓度有关,用0.5 mmol/L NaClO溶液处理循环液的循环培养能完成3次,能够促进盐生杜氏藻的β-胡萝卜素的积累。高浓度NaClO溶液处理的循环液会严重抑制盐生杜氏藻的生长。此外,NaClO能够降低培养基中总有机碳的浓度,且其浓度低于新鲜培养基中的总有机碳浓度。用活性炭处理循环液,能完成3次循环培养,但在后续的循环培养中,无法维持盐生杜氏藻的正常生长。用活性炭处理后的循环液能促进β-胡萝卜素的积累,活性炭在一定程度上能降低循环液中总有机碳浓度。滤膜处理效果最好,能完成5次循环培养,且盐藻在循环培养基和新鲜培养基中的生长情况和培养基环境无显著性差异。用0.22μm滤膜过滤循环液的循环培养与最优絮凝条件的碱絮凝收获相结合,能达到80%以上的收获效率,同时盐生杜氏藻能在循环培养基中正常生长,实现了盐生杜氏藻碱絮凝收获和循环培养相匹配的工艺技术。本研究成功探索出利用碱絮凝收获盐生杜氏藻的方法,实现盐藻收获的低成本、低能耗、高收率、无污染,并使重复使用培养基成为可能。同时,利用物理和化学方法处理已用培养基,能够去除培养基中抑制盐生杜氏藻生长的物质,使已用培养基达到新鲜培养基培养盐生杜氏藻的效果,极大地降低了培养成本。絮凝沉降和循环培养成功地实现匹配,完成循环培养盐生杜氏藻的工艺技术,这对于盐生杜氏藻的工业生产有重要的意义。