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目前人类正面临着能源与资源短缺的挑战，使用微藻制备生物柴油是新能源开发研究的热点之一，然而由于常规的微藻培养方法需要投加大量含氮、磷无机盐类，导致微藻的生产存在着高成本问题。污泥脱水液含有高浓度氮和磷，常规生化处理工艺中，通常需将污泥脱水液回流与原水混合再处理，这将加重工艺处理负荷，从而导致污染物的去除效率下降。此外，全球变暖日益明显，对CO2固定技术的研究已成为目前全球气候变化领域的热点。针对以上存在的这些问题，本研究拟利用污泥脱水液和CO2开展小球藻培养研究，以期有效降低产油微藻生产成本，实现废水和CO2的资源化利用。本研究选用蛋白核小球藻（C.pyrenoidosa）作为培养对象，采用恒温光照培养箱及自制的光生物反应器，利用广州某市政污水处理厂的污泥脱水液进行小球藻静态及动态培养研究。探讨了污泥脱水液作为基质培养小球藻的可行性，考察了温度、光照强度、接种密度等对小球藻生长的影响，分析了小球藻对培养液中氮、磷形态的吸收利用情况，在此基础上进一步考察了光照强度、接种密度、通入CO2浓度等对小球藻油脂产率的影响，确定最佳产脂条件，并对生产的油脂成分进行分析，主要研究结论如下：（1）在污泥脱水液和传统培养基体积比为4:6的条件下培养的小球藻获得的生物量及油脂产率略大于单独采用传统培养基时的状况，其生物量为0.778g/L，油脂产率为14.588mg·L-1·d-1；表明利用污泥脱水液培养小球藻是完全可行的。（2）小球藻对氨氮、溶解性磷酸盐的去除率受光照强度、光谱、初始pH的影响较大；接种密度、CO2浓度对于氨氮、溶解性磷酸盐的去除率并未有明显作用。小球藻对硝酸盐氮和氨氮的利用率最高分别为99.80%和98.86%，溶解性磷酸盐去除率最高为61.63%。（3）小球藻获得高油脂产率最佳培养条件：室温25℃左右，污泥脱水液和营养液体积比为4:6、光暗比为10h:14h、通入气体总流量为1000ml/min、光照强度3350lux、接种密度(OD665nm)0.100、初始pH值6.02、蓝色光谱、5%浓度CO2，小球藻油脂产率最高可达40.061mg·L-1·d-1。（4）小球藻脂肪酸组成GC/MS分析表明，小球藻脂肪酸种类较多，但主要以C14、C15和C16脂肪酸为主；饱和脂肪酸以C14：0为主，含量可达40.74%；不饱和脂肪酸含量约为16.4%，其中C16：1含量为14.99%。