能源危机随着现代高速发展不断加重,化石燃料和不科学的利用方式导致环境问题日益严重,因此利用废弃污染物培育可再生物质资源并用以制备高价值的生物燃料具有重要的现实意义。本文从小球藻的组分优选和水热液化利用这两方面入手,开展了CO2浓度、培育介质对小球藻生长的影响和水热液化制油工况的产率规律、组分分布特性的相关研究,并对实验结果进行了相关分析。首先,污泥水热液化水相产物培育小球藻的实验中,小球藻的生长量随着生长时间的增加呈现线性增长的趋势,5%和10%CO2浓度下小球藻的干重和脂质含量明显高于空气对照组,小球藻生长同时对培养溶液中氮磷元素脱除效率可达90%以上。培育介质种类的影响在不同培育条件下影响各不相同,基于响应面法分析最佳培育工况为5%CO2、1:1混合培养基和生长8天。其次,进行了最佳培育工况的小球藻原样水热液化实验,在设定25Mpa压力和85%含水率前提下,比较了五种不同反应温度和十种停留时间正交工况对小球藻反应各相产率的影响。结果表明典型恒温水热液化工况300℃/30min和快速水热液化工况500℃/20s下得到最高生物油产率,分别为32.60%和34.54%。而在两种同样工况下,污泥水热液化生物油产率分别为10.02%和12.93%。后续在对应工况下进行了混合原料快速水热液化实验,以最高生物油产率为目标研究两类水热液化反应混合原料最佳混合比（污泥:小球藻）,最终确定300℃下为3:5,而500℃为2:6,生物油产率分别为21.40%和29.65%。整体看来,快速水热液化反应的生物油产率略高于恒温水热液化,并且以500℃下共水热液化实验为例,生物油产率实际值29.65%高于理论值28.38%,表明存在协同性。这说明快速水热液化是一种有前景的新型热化学利用方式,并且共水热液化效果更佳。最后,针对各种最佳工况下的生物油和水相产物进行了相关测试和分析,水相产物主要组成为有机羧酸类、含氮类化合物,300℃工况下还有少量的水溶性酮。生物油成分相对复杂,主要是含氮化合物及小部分烷基衍生物、链烃、羧酸、酯、醇等含氧化合物,各种工况下有机组分占比稍有差别。与污泥单样水热油相比,共水热液化生物油中烃类物质明显增加,而含氮化合物显著减少,再次说明共水热液化生物油的品质得到了提升。