随着养殖业的迅猛发展,畜禽粪尿发酵产生了大量沼液,严重威胁了自然环境。微藻是生态系统中重要的生产者,随着微藻养殖技术的成熟,利用污水进行规模化微藻养殖,在降低微藻养殖成本、实现废物循环利用的同时,可实现对污水的净化和对水源的保护。微藻介导的新型畜禽养殖污水处理技术以其经济、环保、占地面积小、可操作性强等优点显示了其极大的魅力和应用价值。本论文在微藻净化沼液小试实验的基础上,利用管道式光生物反应器和跑道式养殖池进行规模化放大,从以下几个方面展开研究：(1)研究了实验室规模蛋白核小球藻在沼液中的生长和对氮、磷营养物质的去除情况。蛋白核小球藻分离自沼液,经过耐污性驯化,能够适应沼液环境并快速生长,对50%、75%、100%浓度沼液中的总氮、总磷去除效果很好。经过8天的净化处理后,上述三种浓度沼液中的总氮含量分别为1669 mg/L、16.21 mg/L和18.26mg/L,去除率分别为84.84%、90.11%和91.50%；总磷含量分别为1.54 mg/L、1.06 mg/L和1.26 mg/L,去除率分别为88.55%、91.56%和93.27%。蛋白核小球藻生长状态和对污染物的去除效果很好,具有进行规模化应用潜力。(2)研究了在管道式光生物反应器中蛋白核小球藻对50%、75%沼液的净化实验。50%浓度沼液经蛋白核小球藻处理后,氮、磷的去除率分别为36.64%和33.42%,75%浓度沼液经处理后氮、磷的去除率分别为46.88%和57.81%。本阶段实验蛋白核小球藻在管道式生物反应器中生长缓慢,沼液中N、P的去除率偏低,在一定程度说明,小球藻藻去除高浓度污水中的营养物质能力偏低。(3)建立沼液的预处理系统。该处理系统能够去除大部分沼液颗粒,降低沼液浊度和营养物质。在小球藻净化50%沼液浓度试验中,原沼液总氮含量为254.20mg/L,总磷含量为108.25 mg/L,沼液预处理后总氮含量为51.55 mg/L,总磷含量为45.28 mg/L。在小球藻净化75%沼液浓度的试验中,原沼液总氮含量为420.63 mg/L,总磷含量为60.41 mg/L,沼液经预处理系统后总氮含量为248.08 mg/L,总磷含量为15.36 mg/L。预处理的沼液能分别去除79.72%、58.17%和42.92%、74.57%的总氮和总磷。经过预处理后,沼液浊度的降低,颜色由深黑色变成清澈的棕色,养殖池的光透性增强,沼液表面无明显的浮游生物,营养物质浓度降低,接种后,微藻能更快适应污水环境。(4)研究蛋白核小球藻在跑道式养殖池中净化50%、75%浓度沼液实验。蛋白核小球藻净化50%浓度沼液的实验,在接种后的前三天,总氮和总磷含量的下降比较明显,总氮含量为11.89 mg/L,总磷含量为7.61 mg/L,总氮和总磷的去除率分别为69.74%和66.38%。75%浓度沼液的净化实验,在接种后的前三天,总氮和总磷含量的下降明显,总氮含量达到14.18 mg/L,总磷含量达到2.42 mg/L。此后小球藻去除水体中总氮速率放缓,总氮的最低值为8.07 mg/L。总磷含量在第四天达到最低值2.03 mg/L。总氮和总磷的去除率分别为95.51%和85.32%。经蛋白核小球藻处理后的沼液达到养殖污染物国家二级排放标准。(5)对蛋白核小球藻粉进行饲用价值分析。蛋白核小球藻藻粉中粗蛋白质、油脂、灰分、叶绿素a和叶黄素分别占藻细胞干重的62.56%、5.20%、5.76%、0.05%和0.03%,而且含有多种矿物质元素和氨基酸,具有作为优质蛋白饲料的潜力。