二氧化碳是对全球气候变化影响最大的温室气体之一,在封闭式光生物反应器中微藻的自养培养可以用于CO₂的固定,微藻生物质厌氧消化可以获得清洁能源沼气,厌氧消化产生的CO₂和沼液也可以回用于微藻的培养。本文研究了自养培养条件、兼养培养条件和异养条件下普通小球藻的生长情况。最后,本文研究了水热预处理对微藻生物质厌氧消化和微藻固液分离性能的影响,为普通小球藻培养与厌氧消化技术耦合提供了理论基础。影响普通小球藻自养培养的主要因素包括:无机碳源、光能和氮源。当CO₂浓度低于10%时,无机碳源供给不足是普通小球藻生长的限制因素。在低光强（36.0μmol/（m²·s））条件下,当CO₂浓度高于10%时,无机碳源浓度过高对普通小球藻生长有抑制作用。在高光强（119.3μmol/（m²·s））条件下,CO₂浓度不低于10%时,氮源是其生长的限制因素。在100%CO₂浓度条件下,pH过低是影响微藻细胞正常生长的一个因素。在以微藻生物质生产为目的时,为降低培养成本需获得尽可能高的产率,对pH进行调控是有必要的。光照强度与CO₂浓度具有补偿效应,在提高CO₂浓度时,可同时适当提高光照强度,来避免因高浓度CO₂对藻细胞生长产生抑制作用。在模拟沼液兼养培养条件下,普通小球藻的最大生物量增长速率最大为2771mg/（L·d）。在乙酸盐兼养培养条件下,普通小球藻的最大生物量增长速率最大为1528 mg/（L·d）。在异养培养条件下,采用流加培养的方式,普通小球藻的最大藻细胞生物质浓度达到10.4 g/L,产率最大值为2709 mg/（L·d）。异养培养的最大藻细胞生物质浓度大于兼养培养,产率和兼养培养无明显差别。水热预处理使得液相中的有机物转化为沼气比例由17.5%升高到41.9%,而固相中的有机物转化为沼气比例由4.0%降低至0.2%。固相中有机物向液相中的转移使得水热预处理后普通小球藻全量厌氧消化的产气速率加快,累计产甲烷量增大。水热处理后藻泥的体积降低显著,在180℃水热预处理条件下,脱水后藻泥的体积降低最大,降低了75%以上。