单细胞绿藻-小球藻含有丰富的蛋白质和多种天然色素,营养繁殖方式多样,在适宜条件下,生长速率快,能够适应高温、高光、高盐、高铵等胁迫环境,在各类废水处理中应用广泛。催化剂工业废水及猪场污水排放量大、氨氮含量高、传统处理技术在成本和效果上有明显不足。将小球藻应用于此类高氨氮废水处理,不仅能回收利用废水中的营养元素,还能联产高品质小球藻生物质,实现水循环和资源化利用。本文首先建立蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的快速扩种技术并在户外条件下将其应用于猪场污水的放大处理,考察其处理效率及相应的生物质产率;随后基于催化剂工业废水成分分析,评价蛋白核小球藻对高盐-高铵型废水的耐受能力,系统比较了不同培养条件下蛋白核小球藻对NH₄⁺的吸收速率,进而在光发酵罐中进一步优化操作工艺,强化了蛋白核小球藻的生长及废水净化效果。主要研究结果如下:1.通过研究蛋白核小球藻的生长特性,发现蛋白核小球藻能够在较宽的温度范围内进行混养生长,温度越低,适应期越长。在温度为30℃、葡萄糖浓度为10 g/L、硝酸钠浓度为3.75 g/L的条件下生长速率最快,培养4天,最高生物量浓度为27.2 g/L。探究了蛋白核小球藻对葡萄糖的耐受能力,发现高浓度葡萄糖（>50 g/L）对小球藻生长有抑制作用,藻粉中总色素含量在硝酸钠浓度为5.0 g/L时达到最高,为干重占比为3.6%。2.比较了初始pH值和接种浓度对蛋白核小球藻净化猪场污水效果的影响。结果表明,在初始pH为7、接种密度为5×10⁶ cfu/mL时对污水净化效果最好。在户外条件下,使用管道光生物反应器进行放大培养,蛋白核小球藻生长良好,对初始COD、NH₄⁺、PO₄^3-、TN、TP含量分别为710、491、54、590和108 mg/L的猪场原废水,经过3级预处理培养后,脱色率及NH₄⁺去除率均在83%以上。分别采用直径为10 cm、5 cm的立式光生物反应器培养蛋白核小球藻,通过循环采收,最终藻粉产量分别达到0.82 g/L、0.93 g/L,藻粉内蛋白质、汞、砷、镉、铅含量均符合《饲料用小球藻粉》（DB32/T 564-2010）标准,同时NH₄⁺、PO₄^3-去除率均高于90%,培养出水基本达到国家排放要求。经过反应器运行周期实验证明,蛋白核小球藻可适应此类昼夜间歇运行节律。3.在单因素实验条件下,研究了废水稀释度、初始葡萄糖浓度、接种密度等对蛋白核小球藻的生长和富铵工业废水中NH₄⁺吸收速率影响,建立的优化培养条件为:废水稀释倍数为3倍、初始葡萄糖浓度10 g/L、接种密度不低于1×10⁸ cfu/mL。此时,蛋白核小球藻的最高NH₄⁺吸收效率达到222 mg/L/d,最高干重为25.1 g/L。对比回用水设计中取样时间、培养方式、回用水比例及种子液状态对NH₄⁺吸收效率影响,发现混养12h取样、回用水与废水比例为2:1、采用对数期或废水驯化种子液更利于蛋白核小球藻的生长及废水的净化（p<0.05）。4.在光发酵罐中验证摇瓶培养条件并优化参数后发现,蛋白核小球藻能耐受NH₄⁺浓度高达4800 mg/L、盐度为40‰的催化剂厂工业废水;在两阶段光发酵培养过程中,控制恒定pH值为7.0,维持1 L的更新体积,培养第36小时及84小时废水中NH₄⁺分别从962、1061 mg/L降低至50及0 mg/L,同时得到蛋白质含量为40和44%的藻粉,最高NH₄⁺吸收速率、PO₄^3-吸收速率、比生长速率分别为960 mg/L/d、758 mg/L/d、1.18d^-1。在三阶段光发酵培养中,控制恒定pH值为6.5,梯度调节转速、光照强度、通气量,更新后增加培养基的补充量,培养第一阶段及第三阶段NH₄⁺吸收速率较两阶段最优分别高出9.6%和13%,最高达到689 mg/L/d。在四阶段光发酵培养中,48 h时NH₄⁺吸收速率高达到1426 mg/L/d,第四阶段平均吸收速率达到最高,为1021 mg/L/d。