藻类是水生生态系统中的初级生产者，利用藻类生物技术处理污水受到国内外的普遍关注。随着大量含氮磷的工农业废水和生活污水排入水体，水体富营养现象出现频繁，严重威胁水生生态平衡和饮用水安全。鉴于氮磷排放引起水体富营养化等问题，利用藻类生物技术进行污水深度脱氮除磷成为研究热点。由于重金属等有毒污染物因未妥善处置排放进入水体而导致水环境污染，使得藻类处理污水的过程中易受重金属等有有毒污染物质的冲击。因此，研究重金属胁迫对藻类对氮磷的去除效果以及机制对藻类脱氮除磷技术的应用具有重要的意义。本论文在比较不同藻种对污水中氮磷去除效果的基础上，筛选出脱氮除磷的优势藻种钝顶螺旋藻。考察了初始藻密度、初始氮磷浓度、氮磷比（N/P比）、饥饿处理及无机碳源等条件对钝顶螺旋藻脱氮除磷的影响并对条件进行了优化；结合藻细胞蛋白含量、抗氧化酶活性等细胞水平指标的测定，重点研究了重金属胁迫下钝顶螺旋藻对氮磷去除效果的影响及机制。研究获得了以下主要结论：（1）实验中四种淡水藻（钝顶螺旋藻、水绵、莱茵衣藻和斜生栅藻）对NH₄-N、NO₃-N及PO4-P均具有去除能力。其中，钝顶螺旋藻对NH₄-N和PO4-P的去除效果最好，去除率可分别达到82.6%和93.0%；水绵对NO₃-N的去除效果最好，去除率为70.3%。因钝顶螺旋藻在污水中的耐污性最强，生长速率最大，因此选择钝顶螺旋藻作为脱氮除磷的优势藻种。（2）钝顶螺旋藻对氮磷去除效果与初始藻密度、初始氮磷浓度及氮磷比等因素有关。初始藻密度OD560在0.1-0.3范围内，当氮磷初始浓度分别为25mg/L和2.5mg/L，氮磷去除条件优化为氮磷比在5:1-10:1，饥饿处理2-3d,外加碳源Na2CO₃或NaHCO₃时，NH₄-N和PO4-P的去除效率可达90.2%和100%。钝顶螺旋藻对NH₄-N和PO4-P的吸收过程均符合米氏方程，其Km和Vmax分别为26.82mg/（g·d）、10.29mg/（g·d）和13.34mg/L、6.87mg/L。（3）实验条件下重金属离子Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺和Mn²⁺对钝顶螺旋藻生长的影响表现为：低浓度（0-10mg/L）可促进藻细胞生长，高浓度（10-160mg/L）则藻细胞生长受到抑制，其中Cd²⁺对钝顶螺旋藻的毒性最大；Cd²⁺胁迫下钝顶螺旋藻对NH₄-N和PO4-P的去除率随Cd²⁺浓度先上升后下降，当Cd²⁺浓度为10mg/L时，NH₄-N和PO4-P的去除率达到最大分别为62.9%和88.1%，比对照组分别增加了5.5%和11.2%，藻的可溶性蛋白含量较对照组略有增加；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）三种酶活性变化与藻蛋白含量相似，其中CAT在Cd²⁺浓度为160mg/L时相比对照组增加了673%。（4）对顿顶螺旋藻的细胞形态观测表明，随着Cd²⁺浓度的增大，藻细胞出现了断裂现象且断裂逐渐增大，藻体表面褶皱加深，出现横隔壁，部分藻细胞已经不能保持完整的细胞形态。