近年来,海水养殖业的迅猛发展在拉动经济增长的同时,也产生了大量含有有机物、氨氮、硝态氮、磷酸盐等污染物的海水养殖废水,若直接排入水体中会对生态环境造成严重破坏。而海水养殖废水的高盐环境给传统生物化学处理工艺造成了不利影响,此外,除磷效能差也是活性污泥工艺的一大缺陷。将微藻和膜反应器结合,能够有效的去除废水中的碳、氮、磷,保障出水水质,并且能够通过截留微藻实现积累生物量的目的。首先选用四种海洋微藻,对比了四种微藻对海水养殖废水的污染物去除效能,同时也监测了微藻的生物量增长,结果表明普通小球藻的脱氮效能最佳,氨氮去除率可达79%,青岛大扁藻的除磷效能最佳,总磷去除率可达68%。由于除磷效能差是传统工艺的一大缺陷,因此后续的研究中采用青岛大扁藻作为微藻藻种。在以上基础上,以青岛大扁藻为藻种,启动微藻膜反应器。在使用普通微藻膜反应器处理废水时,观察到曝气不均匀导致了微藻沉淀,进而致使微藻生长缓慢,去除效能不佳,为此设计了加强内循环的微藻流化床微藻膜反应器。经过60 d的运行,流化床微藻膜反应器的总氮和总磷去除率分别可达73.6%和77.9%,去除速率分别达到15 g/(m~3·d)和2.8 g/(m~3·d),微藻生物量可达1.4 g/L,平均生长速率最高为53.3 mg/(L·d)。并且,在运行期间两次对微藻进行采收,微藻的采收没有对反应器的处理效能造成太大影响。搭建了多个流化床微藻膜反应器,探究了不同培养模式、进水TOC、p H、N/P对微藻膜反应器的影响。研究结果表明,在混合培养模式下,微藻的生长速度较快,污染物去除效能较光自养培养有较大提升。并且当混合培养模式下的进水TOC浓度分别为40 mg/L、80 mg/L、120 mg/L时,随着TOC浓度的提升,反应器的微藻生长和氮磷去除效能也越高。当进水p H为8时,反应器对氨氮和总磷的去除效果最佳,去除速率分别为11.7 g/(m~3·d)和1.19 g/(m~3·d),高于其他实验组;而当p H为9时,反应器的污染物去除效能和微藻生长受到抑制。当进水N/P由5上升至20时,微藻的生长速率和反应器的脱氮除磷能力渐增加;当N/P高于20时,反应器的去除效能趋于稳定,不再随N/P的升高而改变。通过对跨膜压差的持续监测,在一个膜污染周期内探究了微藻膜反应器的膜污染特性。研究结果表明,相比于传统MBR,微藻膜反应器的膜污染周期较长,并且膜污染变化趋势符合三阶段理论,膜污染周期较长。通过监测膜污染物质的含量和特性变化得知随着微藻的增长,EPS和SMP的含量明显增加,三维荧光光谱结果表明色氨酸类蛋白质和芳香类蛋白质是造成膜污染的重要因素。