养殖废水资源化处理一直是重要的研究议题。养猪废水中含有大量氮磷等营养物质,通过常规手段对其进行处理取得了一定效果,但是未对其中有价值的物质进行充分的回收利用。养猪废水中的有机物经厌氧发酵后更易被微藻在异养条件下利用,培养的微藻可用于高值化产品开发。本论文以养猪废水为底物进行厌氧发酵优化,再以其发酵液为底物,引入活性污泥构建藻菌共生体系强化培养小球藻。论文重点考察了厌氧发酵和微藻培养反应器对养猪废水的处理效果,从微生物菌群、氮磷转移转化途径等方面分析了其运行机制,并对收获的微藻生物质进行组分和生物安全性分析。研究结果为微藻生物质的高值化利用,以及该技术体系在养殖废水资源化领域的应用提供支持。本研究在利用养猪废水进行厌氧发酵时,对厌氧发酵的时间、温度（25℃、35℃、55℃）以及初始p H（5、7、9）进行了优化,分析了有利于VFAs累积的适宜条件。结果表明,厌氧发酵时间6 d,高温55℃并且初始p H为9的条件下有利于提高VFAs的产生。VFAs累积量为2668.1 mg COD·L-1,并且乙酸占据了VFAs累积量中的60.0%以上,其次是丙酸。然后,本研究在利用稀释过后的发酵液作为底物,基于藻菌共生体系在混养（mixotrophic）模式下进行小球藻（Chlorella）培养。通过对关键工艺参数优化发现,以活性污泥作为菌群来源,在1:0.2的藻菌比（质量比）时,提供相同的光照强度8000 lux条件下,内置光源模式更有利于微藻浓度的增加和营养物质的去除。其中,以43.9 mg·L-1·d-1的浓度生长,微藻浓度最大为822.3 mg·L-1,为初始接种浓度的4.1倍,SCOD、TP、TN以及NH4+-N的去除率分别为82.8%、84.9%、54.7%和43.2%。基于上述参数的优化,设计运行了厌氧产酸反应器和微藻培养反应器。在半连续流条件下,考察了厌氧发酵及藻菌共生体系微藻培养处理养猪废水的运行效果和机制。经过厌氧发酵半连续流运行,结果表明Bacillaceae和Pseudomonadaceae以及相关微生物相互影响,共同维系着反应器运行的稳定。其中,Pseudomonadaceae在厌氧发酵产酸中发挥着积极作用,VFAs累积量持续升高,稳定运行后维持在2676.7 mg COD·L-1,占SCOD的86.4%左右,p H值维持在8.0-8.5范围内。与此同时,Bacillaceae能够促进水解,导致厌氧发酵过程中蛋白质和多糖浓度最终分别下降了48.0%和41.5%,并且伴随着厌氧发酵出水腐殖化程度的增加,SCOD、TN以及NH4+-N浓度出现了上升。微藻培养反应器半连续流运行时,发现Pseudomnadaceae、R hizobiaceae和Comamonadaceae为主要优势菌科,三者与微藻浓度的相关性系数最大达到0.92。Caulobacteraceaeae、Moraxellaceae、Mi crobacteriaceae、Xanthomonadaceae等和营养物质的相关系数达到0.75。这些微生物共同维系着反应器在半连续流运行过程中小球藻的生长和营养物质的去除,从而达到反应器稳定运行的目的。此过程中,微藻浓度最高达到887.6 mg·L-1,最终以63.7 mg·L-1·d-1的稳定生长,N、P的消耗量稳定在36.9和3.1 mg·L-1·d-1,SCOD、TP、TN和NH4+-N最终的去除率分别为81.9%、91.2%、62.8%和64.4%,并且系统中的DOM（主要是腐殖酸）也能够有效去除。对N、P的转移转化进行分析,发现微藻对于N和P的同化率分别为31.2%和3.4%,而N的硝化反硝化率等其他作用率及P的沉淀作用率占60.0%以上,说明在此实验中同化作用发挥效果的同时,N的硝化反硝化及P的沉淀也是重要的脱氮除磷的途径。对收获的微藻生物质进行组分分析发现,其蛋白质含量占比较高,为52.4%,说明该体系可以培育出高蛋白的生物质。经过安全性检测,各项指标符合GB13078-2017中的饲料卫生标准,可用于混合饲料的制备。将收获的微藻以20%的比例替代饲料中的大豆原料,合成微藻复合饲料进行投喂实验,初步结果表明实验组和空白组的猪仔都生长良好。对实验周期末各组肉质进行检测,发现实验组肉质中的蛋白质、还原糖、脂肪和胆固醇含量和空白组猪肉持平,并且前者微量元素含量较高。由此可见,高蛋白含量的小球藻可用于替代原有饲料中的粗蛋白原料,体现了微藻作为蛋白质类生物质的资源化应用潜力。综上所述,厌氧发酵和微藻培养联合处理养猪废水,能够在去除污染物的同时,强化微藻中蛋白质的累积,从而为养殖废水的高效资源化处理提供技术支撑。