微藻具有生长快、分布广泛、适应力强等特点,收获的藻体细胞具有广泛的商业应用前景。在水资源匮乏和水体富营养化日趋严重的形势下,利用富营养化废水培养微藻,不仅可实现废水的净化,还可降低微藻培养成本,一举两得。本课题应用微藻对模拟废水进行处理,以氮、磷去除率及生物量产率为表征指标,对其废水净化性能进行评价。研究成果将为应用微藻规模化处理富营养化废水提供参考依据。研究了模拟废水培养微藻及其脱氮除磷效果的条件规律。结果表明,碳酸氢钠和硫酸镁为关键营养盐,栅藻在同等条件下的脱氮除磷效果优于小球藻。提高碳酸氢钠浓度可促进藻细胞生长及其脱氮除磷效果,但当其浓度超过0.275 g/L时提高效果不明显;硫酸镁浓度在0.045～0.075 g/L时可明显促进藻细胞生长,而当氨氮和磷浓度分别超过30 mg/L和10 mg/L时会对藻细胞生长产生抑制作用。当pH在7、温度在26℃左右、氯化钠浓度为0～5 g/L范围时,栅藻具有较好的细胞生长情况及废水处理效果。采用36 L柱状光生物反应器,在室内条件下考察不同培养策略对栅藻生长及其废水脱氮除磷效果的影响。结果表明,当通气量为0.08 VVM、接种量为12 mg/L时,分批培养效果最佳;半连续培养在75%置换率下有最佳的培养效果,此时藻体生物量产率及氨氮、磷去除率分别为2.3 mg/L/h、97.7%和91.7%。当HRT为80 h时,连续培养效果最佳,此时藻体生物量产率及氨氮、磷去除率分别为1.97 mg/L/h、97.4%、76.0%。通过户外培养可行性研究,发现栅藻生长可适应外界多变的环境条件,其中磷去除随昼夜光照变化而出现波动下降趋势。考察了栅藻在含铜、镉、铅三种常见重金属废水中的细胞生长情况及其脱氮除磷效果。结果表明,铜和镉分别达到1.5 mg/L和0.3 mg/L就会对藻细胞生长产生抑制作用,铜和镉的毒性指标60 h-EC50分别为8.9 mg/L和33.8 mg/L,应用栅藻脱氮除磷应避免含铜、镉废水。铅能促进栅藻生长,27mg/L时栅藻最大比生长速率达到最大,此时氨氮、磷去除率分别为97.2%、96.2%。栅藻对三种重金属均有较强的吸附能力,吸附率可到90%以上。通过红外光谱检测发现,羟基主要参与铜离子的吸附,羰基、酰胺基参与较少;羟基、羰基、酰胺基均有参与镉、铅的吸附,基团迁移程度镉要高于铅。