由于常规化石能源的不可再生性以及能源消耗所带来的环境问题,世界各国越来越重视可再生能源研究。生物质能源是公认的可以有效解决能源问题及环境问题的可再生能源,其中沼气是适合我国发展的能源形式之一。我国沼气发酵原料储量巨大,操作简便,然而,经发酵后粗沼气甲烷含量低,二氧化碳含量过高,导致沼气品位低下,利用领域有限。同时,经发酵后的沼液不经处理直接排放会引起严重的环境问题,而直接作为肥料使用尚不能满足优质有机肥的要求。小球藻适应能力强、生长周期短、小球藻内富含叶绿素,是自然界中叶绿素含量最高的,不仅可以利用CO2在光照条件下自养生长,还可以利用无机碳源异养生长,具有极高的二氧化碳浓度耐受度。本文以沼液作为小球藻的培养基,以沼气中的CO2作为小球藻培养的气相碳源,进行了小球藻培养同时净化沼液提升沼气品质的试验研究,得出以下结论:(1)在2000Lux-8000Lux范围内,小球藻在6000Lux、24小时持续光照条件下最适宜小球藻生长,第12天OD680达到最大值0.439;(2)沼液培养小球藻的实验结果显示,在60%沼液添加1mg/L Fe3+,第10天小球藻细胞干重达到最大值3.58g/L,较不添加铁离子细胞干重提高了 10.84%,并且对沼液成分去除率最好,COD、铵态氮、总氮和总磷吸收率分别达到了 84.70%、95.18%、88.39%、98.46%;(3)经预处理后的沼液培养小球藻的实验结果显示,高浓度沼液经高压蒸汽灭菌1小时,相较于原始沼液大大缩短了小球藻进入对数生长的延滞期,并且具有更长的对数生长期,并且COD、铵态氮、总氮和总磷吸收率分别达到了 54.18%、90.81%、50.93%、88.89%;(4)沼气、沼液联合培养小球藻的实验结果显示,当通气速率为1.0L/min、气液比为8:1,培养结束时小球藻最大细胞干重3.24g/L;不同通气速率和气液比设置下,实验沼气中甲烷含量均达到97%以上,甲烷含量最大值为98.8%,氧气浓度均低于沼气安全标准要求的氧气最大含量4%(v/v);当通气速率为1L/min、气液比为10:1,对沼液成分具有最好的去除效果,COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别为91.35%、99.87%、83.94%、99.43%。