微藻具有独特的优势和潜力,在诸多领域中应用广泛,近年来关于微藻的研究备受青睐。目前的研究大致可分为上游、中游和下游三个环节,其中位于中游的规模化培养,直接影响微藻的产量和质量,因此选择合适的生物反应器是微藻产业化的关键。同时微藻规模化培养结合废水处理,既节约了培养成本,又可以实现废物利用,推动了生物能源生产及废水循环利用的有机耦合,一举而多得,是近年来的应用研究热点。本论文以本课题组预先筛选得到的一株优势藻株栅藻YZL17为主要研究对象,分别于室内和户外环境下,进行了不同规模的扩大培养研究,并考察了该藻对市政污水污染物的去除效果和生物质生产能力。主要结果如下:1.设计并建立了2.5 L鼓泡式光生物反应器。在该反应器中进行基础培养,并与锥形瓶培养栅藻YZL17的生物量及产率比较,分别提高了15.0%和22.0%。通过研究光照、p H及氮浓度等因素对反应器中栅藻YZL17生长和油脂积累效果的影响,结果表明光照强度在180μmol/（m~2·s）时,有利于藻细胞生长和油脂积累,而光照强度为30μmol/（m~2·s）或300μmol/（m~2·s）时,藻细胞生长和油脂积累均受到限制;利用CO2通入量调节p H值为7时,培养结束藻细胞生物量和油脂含量最佳（生物量为1.78 g/L,油脂含量占干重的26.5%）,分别是自然培养（不控制p H）时的1.71倍和1.37倍;适度的氮浓度限制有利于藻细胞油脂积累,当初始硝酸钠浓度为0.1 g/L,培养结束藻细胞油脂含量高达32.5%,是初始硝酸钠浓度为1.5 g/L培养时的1.23倍。2.分别设计并建立了30 L平板式光生物反应器、30 L柱式光生物反应器以及1.8m~2跑道池,安装在中试玻璃房内,在半自然环境条件下进行栅藻YZL17中试规模培养,结果表明:栅藻YZL17在平板式光生物反应器中生长效果较好,培养结束时其生物量和油脂含量分别是跑道池培养的1.46倍和1.21倍;栅藻YZL17在硝酸钠、尿素和氯化铵三种不同氮源的利用上更趋向于硝态氮和有机氮,其中硝酸钠为氮源时,培养结束藻细胞生物量分别是尿素和氯化铵为氮源时的1.07倍和1.71倍;栅藻YZL17在夏季（8月份）培养时,培养结束后藻细胞生物量和油脂含量分别是冬季（12月份）培养时的1.69倍和1.14倍。在冬季培养过程中,温度是影响藻细胞生长的主要因素,在对冬季进行温度控制后,藻细胞生长速率提高,培养结束其生物量和油脂含量是冬季不控温处理的1.30倍和1.44倍。3.利用栅藻YZL17分别对市政污水处理工艺中一级处理出水和二级处理出水进行了处理,培养前三天内,藻细胞在二级出水中生长速率更快,其生物量产率是一级出水中藻细胞的1.14倍;而在培养后期藻细胞在二级出水中生长速率下降,培养结束后,一级出水中藻细胞生物量为1.09 g/L,二级出水中藻细胞生物量为0.99 g/L。培养周期内,栅藻YZL17对两种污水中总氮的去除率为100%,对一级出水中总磷的去除率为93.8%,对二级出水中总磷的去除率为100%;经一级出水和二级出水培养后栅藻YZL17的脂肪酸成分以C16和C18脂肪酸为主,分别占总脂肪酸含量的92.6%和95.6%,适合生产生物柴油。