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高氨氮工业废水具有排放量大、盐度高、毒性强、可生化性差、处理难度大等特点,传统处理方法面临能耗和成本高、造成二次污染、资源化利用率低等固有局限性。嗜硫原始红藻（Galdieria sulphuraria）是一种来自硫酸型温泉极端环境的单细胞微藻,能耐受强酸、高温、有毒金属等胁迫条件。该藻具有代谢多样性,可进行光合自养生长,也可利用多种有机碳源进行异养和混养生长并积累藻胆蛋白。目前对它的应用研究主要集中在各类废水处理和耐热型藻胆蛋白的生产。利用嗜硫原始红藻处理高氨氮工业废水,在去除废水中氨氮、净化水质的同时,还能将氨氮转化成富含蛋白（尤其是藻胆蛋白）的高价值生物质,实现废水的资源化利用、变废为宝。本研究在摇瓶系统中,首先采用标准培养基优化了嗜硫原始红藻的混养培养条件,随后采用高氨氮工业废水培养基,对处理该废水的混养培养条件进行了进一步的优化,并建立了高氨氮适应性培养策略。在5 L光发酵罐中,系统研究了该废水培养体系的放大工艺参数、氨氮去除效率与藻胆蛋白生产效率的协同性,建立了可放大的稳定、高效的光发酵技术。主要研究结果如下:1.在摇瓶系统中,系统研究了多种营养和环境因素对改良2MA培养基中细胞混养生长的影响。研究结果表明,嗜硫原始红藻的优化混养条件为:温度为30℃、光照强度为150-230μmol/（m2·s）、初始葡萄糖浓度为20g/L、硫酸铵浓度为5.24 g/L（碳氮比为6,mol/mol）、初始p H为2.0、初始细胞密度为1×108cells/m L。在优化条件下培养8天,嗜硫原始红藻的最高细胞密度高达7.30×108cells/m L,最大生物量浓度为13.07 g/L;2.在摇瓶系统中,系统研究了多种工艺参数对嗜硫原始红藻混养处理废水联产藻胆蛋白的影响。结果表明,在灭菌废水培养体系中,当光照强度为140-270μmol/（m2·s）、初始NH4+浓度为3.38 g/L、初始p H为3.0-4.0、培养期间补充全培养基元素（氮素除外）和葡萄糖（控制糖浓度为20 g/L）时,培养8天后的平均NH4+去除速率为0.39 g/L/d,最终NH4+去除率达到99.05%,回收生物质中的藻胆蛋白含量为66.92 mg/g,藻胆蛋白产量为1786.72 mg/L。在非灭菌废水培养体系中,优化的初始p H为1.0-3.0。在初始葡萄糖浓度为20 g/L、初始p H为2.0、初始细胞密度为1×108cells/m L的条件下培养4天后,嗜硫原始红藻的最终细胞密度达到3.88×108cells/m L,而非藻颗粒密度仅为8.00×105cells/m L。平均NH4+去除速率最高可达到0.38 g/L/d,最高藻胆蛋白含量和产量分别为163.50 mg/g、1683.17 mg/L。在单一批次摇瓶培养中,非灭菌体系的NH4+去除速率显著低于灭菌体系（p<0.05）;3.在摇瓶系统中研究了种子细胞的高氨氮适应性培养策略,比较培养前后的NH4+去除和藻胆蛋白生产速率,发现短期适应性培养能明显提高种子细胞对高氨氮浓度的耐受性,细胞的比生长速率和NH4+吸收均得到显著提升（p<0.05）。经过适应性培养后,将种子液以1.47×108cells/m L的初始细胞密度接种到NH4+浓度为6.78 g/L的废水中,在30℃、170-210μmol/（m2·s）的条件下培养4天,平均NH4+去除速率可达到0.38 g/L/d,是适应性培养前的1.8倍,最高藻胆蛋白含量和产量最大值分别为141.25 mg/g和1963.32mg/L;4.在5 L光发酵罐中,针对补料分批培养工艺进行了参数优化,放大验证了该藻可连续高效处理初始NH4+浓度高达3.52-5.46 g/L的高氨氮工业废水。采用灭菌光发酵体系,当中心光强为150-230μmol/（m2·s）、通气量为250 L/h、搅拌速率为200 r/min、补糖水平为17-35 g/L、初始细胞密度为5.74×108cells/m L时,平均NH4+去除速率达到最大值（1.60 g/L/d）,NH4+去除率达95.32%,培养结束时回收的生物量浓度为61.55 g/L,生物质中藻胆蛋白含量为40.20 mg/g,藻胆蛋白产量和产率分别为2474.59 mg/L和691.17 mg/L/d。采用非灭菌光发酵体系,当中心光强为150-230μmol/（m2·s）、通气量为250 L/h、搅拌速率为200 r/min、补糖水平为17-35 g/L、初始细胞密度为5.03×108cells/m L时,平均NH4+去除速率达到最大值（1.71 g/L/d）,NH4+去除率达到98.69%,培养结束时回收的生物量浓度为60.30 g/L,生物质中藻胆蛋白含量为32.54 mg/g,藻胆蛋白产量和产率分别为1961.92 mg/L和555.07 mg/L/d。结果表明,在非灭菌体系中进行光发酵,使用适应性培养的种子液后NH4+去除速率显著高于灭菌体系（p<0.05）,这就节省了灭菌过程的能耗成本,在大规模废水处理应用中更具有经济优势。