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微藻增殖速度快且油脂含量高，被认为是生产生物柴油的理想原料。同时，微藻固碳技术具有巨大的经济和环境效益。因此，将微藻应用于烟道气中CO2的固定/废水的处理/油脂的生产的耦合系统已经引起了各国研究者的高度重视。本文通过单因素试验方法，采用BG11、市政污水为培养基，系统考察了不同环境条件下普通小球藻油脂积累及固碳的规律，包括培养模式、CO2、通气速率、光照条件及营养物质等因素。本研究还设置了连续流试验，考察了小球藻在积累油脂的同时，同步实现了废水的处理及CO2的固定。首先考查了不同培养模式下小球藻油脂积累及固碳的规律。在异养和混合营养模式下小球藻的油脂产率较高，分别是自养模式下的1.9倍和2.6倍；自养模式有利于小球藻对CO2固定，CO2平均固定率是混合营养模式下的1.63倍；异养模式下有利于小球藻吸收有机物，其COD去除率达到了90%以上，而混合营养模式下仅为80%。其次考查了不同通气条件下小球藻固碳及油脂积累规律，结果表明：首先，CO2的加入可以增加细胞密度，减小油脂含量，随CO2浓度的增加，CO2固定率及COD的去除率降低。CO2为5%时， CO2平均固定率最大，达到了13.69%；除空气组外，其他组COD出水均在65mg/L以上。其次，随通气速率的增加，小球藻细胞密度增大，而油脂含量及先增加后减少，CO2固定率降低。通气速率为0.1L/min时，CO2平均固定率最大且COD的去除率最小，三者对应分别是29.32%及为57%；通气速率在0.20.6L/min范围内，小球藻脂含量及油脂产率均较高。再次，研究了不同光照条件下小球藻油脂积累及固碳规律：1)8000lx下为生长、油脂积累及CO2固定的最佳光强，在不同的光照强度下小球藻对COD的去除率均能达到65%以上。2)随光照时间的增加，小球藻生长速度加快且生长周期缩短。油脂含量在11%14%之间，光照时间为16h时，CO2平均固定率及COD去除率均最大，分别达到了19.5%及86%，出水在50mg/L以下。最后，对营养底物对小球藻油脂积累及固碳规律的影响进行了研究：1)生活污水含量为50%时小球藻生长、油脂含量及油脂产率均最大，分别达到了0.31g/L、16.02%，及49.20mg/L；生活污水含量为25%时，CO2平均固定率最大为15.44%；小球藻对COD的去除率相差不大。2)磷含量的加入延长了小球藻的对数期。氮磷比例为6:1时，小球藻最终藻密度、油脂含量及CO2平均固定率最大；随氮磷比例的减小，COD去除率增大。3)外加葡萄糖可以促进小球藻的生长及脂含量的增加，但会降低CO2的固定。COD:TN比例为230:1时油脂含量最高，达到了15.89%，脂产率也较高，为180.35mg/L。在连续流情况下，对生活污水进行不同预处理得到的小球藻油脂积累、CO2固定及废水处理规律：灭菌组小球藻生长及油脂积累情况较好，但固碳及废水处理较差。“运行”阶段结束后，灭菌组小球藻干重为1.23g/L，脂产率达到了295.7mg/L，不灭菌组分别是1.08g/L和257.8mg/L，不灭菌组出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。小球藻在不灭菌的情况下可以利用CO2及市政废水进行自身油脂积累，同步实现了对CO2的固定及市政废水的有效处理。