传统的污水处理技术工艺流程复杂、成本高、污水中的营养物质难以有效利用。而微藻环境适应能力强、易于培养,对不同浓度的污水有较好的耐受性,在生长的过程中能够有效吸收污水中的有机物、氮、磷等物质。将污水处理与微藻培养相耦合,能够使污水得到有效处理、降低污水处理成本,所收获的微藻可用作生产生物柴油、营养品、药品、化妆品等的原料,此技术具有广阔的发展及应用前景。然而,微藻回收是制约微藻培养与污水处理耦合技术大规模应用的难题。尽管微藻回收工艺有很多,但大多存在成本高、效率低等问题。本研究选用既能进行光合作用自养生长也能利用环境中的有机物异养生长、环境适应能力强、油脂含量高的蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）,利用污水处理厂污水对其进行驯化培养,将驯化好的藻种接种到污水处理厂初沉池出水、二沉池出水、污泥消化液三种污水中,系统的比较小球藻在三种污水中的生长情况,以及对三种污水中有机物、氮、磷的处理效果。实验完成后,采用微滤膜对三种污水中的小球藻进行回收,研究微滤膜回收小球藻过程中的膜污染问题。主要研究内容及研究结果如下:（1）驯化后的小球藻耐污性大幅度提高。将驯化后的藻种按藻种:污水=1:9的接种比接种到二沉池出水、初沉池出水、污泥消化液中发现,二沉池出水、初沉池出水中小球藻分别能生长4天、11天左右,而污泥消化液中小球藻在实验结束时依然能够正常生长,生长期最长、所获得的生物量最高。微藻在生长过程中分泌的胞外有机物（EOM）是引起膜污染的主要物质,二沉池出水、初沉池出水、污泥消化液中小球藻细胞干重达到最大时总的EOM浓度分别为52.86mg/L、107.68 mg/L、154.28 mg/L。小球藻在生长过程中藻细胞能够积累油脂,接种初期,三种污水中藻细胞油脂含量均有所下降,培养至第7天时,三种污水中微藻油脂含量均有所上升。培养结束时,二沉池出水、初沉池出水、污泥消化液中藻细胞含油率分别为21.21%、20.72%、15.43%。尽管污泥消化液中小球藻含油率低,但是由于小球藻浓度高,因此所收获的总油脂含量较高。（2）小球藻对污水中氨氮、总氮、磷酸盐、总磷去除效果好而且较稳定。初沉池出水、二沉池出水、污泥消化液中氨氮最高去除率分别可达99.29%、94.58%、87%;总氮去除率分别可达99.45%、80.14%、82.33%;磷酸盐去除率分别可达98.29%、92%、91.73%;总磷去除率分别可达97.35%、85.45%、86%。但小球藻对污水中硝态氮、COD去除效果不太理想。研究发现,二沉池出水中,接种四天内,氨氮、总氮、磷酸盐、总磷去除率分别可达94.58%、80.14%、92%、85.45%,四天后,小球藻便不能正常生长。因此,在利用小球藻对二沉池出水进行深度处理时,可考虑缩短培养周期。（3）利用微滤膜回收初沉池出水、二沉池出水、污泥消化液中的小球藻,通过临界通量实验、连续过滤实验、FTIR和SEM分析证明EOM是造成膜污染的主要物质,EOM含量越高、膜污染越严重。蛋白质和多糖是EOM的主要物质,通过对膜上可逆和不可逆EOM含量进行测定发现,相比较于多糖,蛋白质更容易吸附在膜上,造成膜污染。