世界能源短缺和环境问题日益严重,因此寻找一种可再生的替代能源迫在眉睫。一些微藻可利用无机或有机碳源生长,用其生物量提取生物柴油,这一过程可持续且环境友好,已被认为是一种可行的技术。本论文在2 L的鼓泡柱状光生物反应器中,对不同浓度CO₂对产油微藻Scenedesmus dimorphus生长和产油特性的影响、自养和兼养条件下富氮—缺氮两阶段培养S. dimorphus和生活污水二级出水深度处理与S. dimorphus培养耦合技术的可行性进行了研究,并在100 L的连续流柱状光生物反应器中,对二级出水培养S. dimorphus的能量评估和条件优化展开进一步研究。主要的研究结果如下:（1） S. dimorphus可在10%-20%的CO₂浓度下生长,且CO₂浓度为10%时S. dimorphus生长最好,最大生物量浓度、CO₂固定率和油脂含量分别为1.950 g/L、0.224 g/L/d和35.90 wt.%。不同CO₂浓度条件下S. dimorphus主要脂肪酸组成均为C16-C18,CO₂浓度为10%时总脂肪酸占生物量的比重最高,且总脂肪酸中PUFAs含量最大;同一CO₂浓度条件下,S. dimorphus由对数期进入稳定期油脂含量提高。因此,S. dimorphus在固碳和生物柴油生产方面具有很大的潜力。（2） S.dimorphus可在兼养环境中生长,BG11+5.4 g/L葡萄糖条件下最大生物量浓度和油脂含量可达4.5g/L和29.62%,分别是自养条件下（1.75g/L和19.57%）的2.57倍和1.51倍;自养和兼养条件下,缺氮阶段的生物量和油脂含量均比富氮阶段高,主要脂肪酸组成均为C16-C18,因此,兼养和两阶段培养能促进S.dimorphus的生长和油脂累积。兼养条件下,葡萄糖浓度从1.2 g/L提高到5.4 g/L,生物量浓度提高了1.25倍,葡萄糖的利用率均在80%以上,S.dimorphus在利用葡萄糖生长生物量方面具有很大的潜力,且适当提高有机碳浓度可促进微藻生长。（3）利用二级出水序批和连续培养S. dimorphus,最大生物量浓度分别是244 mg/L和174 mg/L,油脂含量是细胞干重的26.06%,脂肪酸组成主要是C16-C18,出水氮磷含量能达到国家一级A排放标准。表明S. dimorphus在微藻生物量生产与污水深度处理耦合技术应用中具有很大的潜能。（4）利用二级出水连续培养S. dimorphus,单独采用灭菌处理或提高氮磷浓度,可以提高S. dimorphus的生物量浓度,且提高氮磷浓度作用更明显;采用两者的复合处理,对促进生物量累积的效果最好。对二级出水连续培养S. dimorphus的过程进行了能量评估,净能量产率（Net energy rate, NER）值为1.76×10^-4,用太阳光代替日光灯,或增加生物精炼过程,会提高NER值。