小球藻因其生长速度快、占地面积小、含油率高等优势已经成为制取生物柴油的潜力藻种，开发适宜小球藻生长的光生物反应器，以及进行相关工艺放大的研究，已成为该领域重要的研究课题。在前人的基础上，本试验将小球藻接种到大中型气升式反应器中进行培养，以实现小球藻培养的中试研究，通过考察气升式反应器内置光源波长、内置光源强度、光暗周期、以及二氧化碳通气比例几个因素对反应器中小球藻生长情况的影响，以小球藻最大生物量及平均生长速率为考察指标，确定出小球藻在实验用气升式反应器中生长的最佳条件；为进一步提升藻细胞的采收量，在反应器中对小球藻进行半连续培养模式，探索不同更新周期对小球藻日均采收量的影响；为研究反应器中利用小球藻处理污泥厌氧发酵废水的效果，在反应器中以污泥厌氧发酵废水为培养基，在优化条件下利用小球藻对废水进行处理，分析并考察藻细胞生物量和处理效果。通过上述四个部分的实验内容，为小球藻在气升式反应器进行扩大培养、连续培养及污水处理方面的应用提供研究基础及理论依据。得到如下结论：　　（1）在气升式反应器中得到的小球藻生长的最佳条件为：光照强度9615 lux，光暗周期17.5 h:6.5 h，二氧化碳占总通气量的比例为5％。优化条件下，反应器中小球藻最大生物量为1.21 g/L，相较于对照组，生物量提高了157%；　　（2）在气升式反应器中对小球藻进行半连续模式培养过程中，藻细胞的生长率为0.69 d-1，日均采收量为4.183 g/d，均为批次培养模式下的2倍多。且在更新周期为1-3天的条件下，半连续培养法条件下小球藻的生长率及日均采收量均优于批次培养。　　（3）在气升式反应器中利用小球藻处理污泥厌氧发酵废水，废水中COD、TAN、TP及色度去除率分别为67.71%、74.83%、84.91%、84.06%，相较于锥形瓶中废水的处理效果，COD、TAN、TP及色度去除率分别提高了38%、56%、23%和16%。