能源危机和水资源危机是制约人类发展的主要问题,充分利用生物质能源和对污水进行再生利用是实现可持续发展的重要途径。微藻在制备生物柴油和净化污水方面具有巨大的优势,越来越受世界各国的重视。本课题主要研究了以养鸭废水为微藻培养基,将产油微藻的高效养殖和污水净化相结合,研究了适于净化养鸭废水微藻的培养条件优化,以及不同营养条件下的生长及生化组分情况,最后利用自行设计的平板式光生物反应器对其进行培养,并研究了其破壁方法,为养鸭废水培养产油微藻生产生物柴油提供研究基础。本文研究了5株淡水藻在养鸭废水中的生长及产油情况,其中二形栅藻在养鸭废水中培养具有最高的生物质产率和总脂含量,分别为0.0472 g/(L·d)和29.67%。同时二形栅藻对养鸭废水有显著的净化效果,对总氮、总磷、氨氮的去除率分别达到了79.29%、83.27%、88.37%。本文同时研究了pH值、接种量和吲哚乙酸添加浓度对二形栅藻生长的影响。在单因素试验的基础上,采用响应面法中的Box-Behnken中心组合试验设计进行条件优化。结果表明,在培养条件为pH值8.8,接种量为30.63%,IAA添加浓度为0.60 mg/L时,二形栅藻的生物质产率最高,在此条件下的生物质产率为0.0723 g/(L·d)。本文还研究了在不同的营养条件下二形栅藻的生产及其生化组分特性。结果表明,二形栅藻在两阶段法培养下的生物质产率最高,达到了0.0454 g/(L·d),其藻细胞中总碳水化合物和总脂含量分别达到了37.4 μg/mL和305.0 μg/mL。采用GC-MS分析了二形栅藻藻细胞中的油脂成分,结果表明其藻细胞中的脂肪酸组成主要是C16和C18脂肪酸,且饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量在80%以上,其脂肪酸含量和特性均符合生物柴油生产要求,是生物柴油生产的合适原料。利用自行设计的平板式光生物反应器培养二形栅藻,考察了光照强度和通气速率对其生长的影响。同时对其生产过程进行了能量核算,结果表明其净能量产率为1.64×10-3。其中,光照和藻液浓缩脱水所需的能量投入较大,采用太阳光照和创新藻液采收方式将会提高其净能量产率。最后,本文还对二形栅藻藻细胞的破壁方法进行研究,通过对微波法、超声波法、酸热法和反复冻融法四种破壁技术的比较,结果表明微波法较适合于二形栅藻藻细胞的破壁处理。