随着人类社会的进步与经济的快速发展,大量工农业废水排入水体,致使水生态环境遭到破坏。为了环境的可持续发展,需要开发有效的污水深度处理技术来降低废水中的营养物质。微藻污水处理系统作为新兴的污水处理方式受到越来越多人的关注,但由于单独微藻系统的稳定性较低,污水处理能力有限,藻菌共生系统可以显著提高系统稳定性和污水处理效率,因此利用藻菌共生系统处理污水展现出巨大优势。但实际上藻菌共生系统存在藻菌之间的相互协调问题、运行工况参数优化等问题,为此,本论文着重探讨了不同细菌与微藻之间的相互关系,以及不同环境条件对藻菌共生系统污水深度处理效率的影响,并利用生物絮凝方法对微藻进行藻水分离。主要研究结果如下:（1）探究了污水处理中常用的三种细菌（地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和沼泽红假单胞菌）对小球藻生长的影响并评估了不同藻菌共生系统的脱氮除磷效率。结果表明,在藻菌共生系统中,地衣芽孢杆菌可促进小球藻生长,在第2天水体总氮和总磷去除率分别达到80.28%和70.94%,显著高于小球藻单独培养系统的污水处理效率（P<0.05）。另外试验结果显示,枯草芽孢杆菌对小球藻生长有一定的抑制作用;沼泽红假单胞菌对小球藻生长无显著影响,但沼泽红假单胞菌的生长受小球藻的显著抑制（P<0.05）。（2）针对小球藻和地衣芽孢杆菌构建共生系统进行污水处理,探究了不同碳源（葡萄糖、乙酸钠和柠檬酸三钠）对藻菌单独培养系统和共生系统污水处理效果的影响。结果表明,单独培条件下,柠檬酸三钠是地衣芽孢杆菌生长的最适碳源,葡萄糖则为小球藻生长的最适碳源。在藻菌共生系统中,则以葡萄糖为碳源时污水处理效率最高,总氮、总磷和总有机碳的去除率分别达到了86.05%、93.71%和82.19%,并且比微藻单独培养系统提前一天达到污水排放标准。研究结果表明,碳源对共生系统的污水深度处理效果具有显著影响,葡萄糖为小球藻-地衣芽孢杆菌共生系统的适宜碳源。（3）为了提高小球藻与地衣芽孢杆菌共生系统的脱氮除磷效率,以葡萄糖为碳源,探讨了不同C/N和藻菌初始接种量对藻菌共生系统脱氮除磷的影响。结果表明,提高C/N有助于增加小球藻的最大生物量。在藻菌共生系统中,当C/N为5:1时共生系统的污水净化能力最佳,总氮和总磷的去除率分别达到84.19%和91.23%。接下来,以C/N=5:1为基础,探究了不同藻菌初始接种量对藻菌共生系统脱氮除磷的影响,结果表明当藻菌接种量比小于3:1时,地衣芽孢杆菌对小球藻没有促生长作用,当藻菌比为1:3时,藻菌共生系统的脱氮除磷效率最好。（4）藻水分离是利用微藻进行污水生物处理的关键步骤,为了提高微藻回收利用效率与出水透明度,利用生物絮凝法对共生系统中的小球藻生物量进行藻水分离处理。在探究了不同单因素对小球藻收获影响的基础上进行了响应面法（BBD）优化试验。结果表明,Fe³⁺和Ca²⁺以及生物絮凝剂用量均对小球藻生物絮凝效果具有显著影响,最佳絮凝工艺为Ca²⁺浓度为11.54 mM、Fe³⁺浓度0.64 mM、生物絮凝剂用量2.86%（v/v）,pH为8,沉淀时间20 min,小球藻絮凝效率为88.66%。通过本研究,构建了适宜的小球藻-藻菌共生系统,确认小球藻-地衣芽孢杆菌共生系统的稳定高效性,并对其运行的工况参数进行了优化,本研究为后续藻菌共生系统的生产应用提供了基础数据和运行参数,有助于藻菌共生系统在污水处置和生态修复工程中发挥作用。