微藻生物柴油作为一种可再生的清洁能源,被认为是传统化石燃料的理想替代品。作为微藻细胞组成的关键营养元素,碳约占总细胞含量的50%,并极大地影响微藻的生长代谢。现有的研究主要集中于单一碳源对微藻生长的影响,而对微藻生长与收获效率的综合评估比较缺乏。本课题以富含脂质的斜生四链藻作为研究对象,首先探究在光/暗交替环境中充足单一碳源的消耗与碳固定效率对微藻生长及其絮凝效率的影响;然后分析混合碳源对微藻有效生物质积累的影响并深入探讨微藻细胞自絮凝机理;最后为进一步优化培养成本,将微藻培养耦合废水净化,分析混合碳源添加方式对微藻有效生物质积累与废水净化效率的影响,并将碳源的最优添加策略应用于封闭式柱状反应器进行微藻的扩大化培养,验证该策略的可行性。主要研究成果如下:（1）不同单一碳源对微藻的生长及其絮凝效率影响有所差异。有机碳源的碳固定主要发生在暗环境中,其中葡萄糖的碳固定效率与生物量最高,分别为1.22 g C·L-1与1.99 g·L-1,但较低的絮凝效率（13.97%）导致有效生物质回收较差(0.28 g·L-1)。以甘油为碳源的有效生物质回收量最高,达到0.36 g·L-1,这主要得益于高的微藻自絮凝效率（89.63%）。（2）微藻对甘油与葡萄糖混合碳源的利用存在协同效应。甘油与葡萄糖混合碳源的消耗能够相互提供代谢途径的中间体,从而为脂质的积累提供更多的乙酰辅酶A前体。微藻生长的指数期以消耗葡萄糖（65.5%）为主,最终达到最优的脂质含量、脂质生产力与有效生物质积累量,分别为34.11%、25.28 mg·g-1·d-1与0.91 g·L-1。（3）微藻的自絮凝效应主要归因于藻细胞之间的电荷中和与桥接作用。碳源刺激细胞分泌EPS中的色氨酸类蛋白与疏水组分C—（C/H）是提升絮凝效率的关键物质。絮凝效率最高（86.30%）的醋酸钠+碳酸氢钠实验组结合型EPS色氨酸类蛋白荧光强度为8.90*10~3R.U.·g-1,且疏水组分中C—（C/H）比例最高（55.72%）。另外,C=O与S=O官能团是自絮凝效应的重要结合位点,有机碳源的添加明显刺激了该类官能团的积累,C=O官能团占比8.20%-12.70%,同时S=O官能团振幅明显变强。（4）间隔1 d的碳源添加方式是最优营养源引入策略。斜生四链藻的生物量、脂质含量、脂质生产力与有效生物质积累均达到最高,分别为1.53 g·L-1、38.04%、29.76 mg·g-1·d-1和1.21 g·L-1;废水中TN与TP去除率分别为91.65%与97.42%,最终浓度仅为8.74 mg·L-1与0.19 mg·L-1。（5）应用碳源优化策略在封闭式柱状反应器进行微藻的扩大化培养,斜生四链藻的最终生物量(1.49 g·L-1)、脂质生产力(28.45 mg·g-1·d-1)、有效生物质(1.13 g·L-1)与烧瓶中培养的结果相似,废水净化效率较高,最终TN(4.28 mg·L-1)与TP(0.13 mg·L-1)浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。另外,优化培养所获得微藻细胞的C16-18脂肪酸含量（97.41%）丰富,且各项生物柴油指标均符合美国ASTM D6751与欧洲EN 14214生物柴油质量标准。