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迄今为止,环境问题已然成为一个全球问题,水环境问题更是受到广泛关注。针对我国现状,虽然水资源丰富,但是由于人口基数大,我国人均水资源用量属于水资源紧缺国家,污水处理然后循环利用是解决水资源短缺的一个重要途径。活性污泥法作为我国城镇污水处理的常用方法,在保护人类健康和生态环境方面发挥了重要的作用。但是其有能耗高的问题,其中曝气占总耗电量的50%左右。因此削减曝气能耗是活性污泥法减少能耗的重要方法。目前减少曝气的方法主要有控制曝气过程和提高曝气效率等,但这些方法存在不能从根本上解决曝气能耗,且需要大量数据调控的问题。在本研究中构建微藻-活性污泥耦合反应体系,利用微藻给活性污泥提供氧气,实现减少曝气能耗的目的。并且微藻也能够有效吸收氮磷等元素,实现以较低能耗实现污水净化的目标。具体研究内容如下:构建微藻-活性污泥耦合反应体系,置于户外以太阳光为光源,考察该体系在户外长期稳定运行可行性及对污染物的去除效率。实验结果表明该耦合体系总悬浮固体浓度（Total suspended solids,TSS）浓度大于2500 mg/L时,反应体系的透光率下降,进而影响微藻的光合作用,导致体系内溶解氧（Dissolved oxygen,DO）大幅下降,最终造成各污染物质的处理效果下降。当控制TSS含量小于2500 mg/L时,耦合体系能够有效的去除COD、氨氮、磷等污染物。在稳定运行阶段,出水中的COD稳定在50 mg/L左右,总氮浓度稳定在5 mg/L左右,磷稳定在1 mg/L左右,基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级标准。在此过程中无需传统曝气,极大的节省体系的运行成本。构建微藻-活性污泥耦合体系,在内置光源的条件下处理市政废水,在该体系中以LED灯带为光源,考察该体系在室内内置光源条件下稳定运行可行性,以及对污染物质的去除。实验结果表明,pH值是影响该体系去除污染物质的重要原因之一;此外当持续光照时间过长时,会使得反应器内部温度升高,可高达50℃左右,不利于微生物的生长代谢,当光暗比为2 h:2 h,既可满足微藻光照需求,达到较好的污染物处理效果,又可避免出现反应器内温度过高的现象;当添加一定量的Na2CO3稳定pH值,光暗时间比为2 h:2 h时,耦合体系可以稳定运行并且能够有效去除COD、氨氮、磷等污染物质。在稳定运行阶段,出水中的COD稳定在50 mg/L左右,氨氮浓度稳定在5 mg/L左右,磷浓度稳定在1 mg/L左右,基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级标准;气体的检测实验结果表明,有氧化亚氮的产生,气体含量为0.29 mL/h,这表明在反应阶段氮的代谢进行了硝化或反硝化反应,但未检测到甲烷气体的产生。