随着海产养殖业的快速发展带动了沿海地区的发展,但是所产生的废水排放和废水处理已成为沿海地区生态发展的重要问题。大量养殖废水的排放会影响养殖水体和邻近海域水体甚至深海水域,造成水域环境恶化、水体富营养化,使生态平衡和生物多样性遭到破坏。海产养殖废水水量大、盐度高、碳氮比低增加了其处理难度。钝顶螺旋藻Spirullinaplatensis作为一种高经济价值的兼性异养微藻,不仅可以有效降低污水中营养物浓度获得较高的生物质能源,而且具有较高的盐度耐受性,可适用于含盐度较高的海产养殖废水处理。此外,钝顶螺旋藻在海产养殖废水中具有一定的藻体自沉降能力。本研究采用钝顶螺旋藻处理海产养殖废水,通过批次实验研究了接种浓度、有机碳浓度、氮浓度对废水处理效果和生物质产量的影响,并监测了藻体自沉降能力。在批次实验的基础上构建了膜光合生物反应器,在实现碳、氮、磷高效去除的同时,回收高营养价值的藻体。本论文主要包括以下几个部分:(1)通过批次实验研究了接种浓度、有机碳浓度、氮浓度对废水处理效果的影响。结果表明,钝顶螺旋藻可有效去除海产养殖废水中的污染物。最佳接种浓度为0.12g/L;有机碳浓度增加有利于微藻的生长和营养物的去除,提高营养物的去除速率;氮浓度增加会降低微藻对营养物的去除效果。此外,螺旋藻在海产养殖废水中的氮同化主要是通过GS/GOGAT循环,氨氮浓度过高会抑制GS和GOGAT酶活,相反当氨氮浓度过高时GDH酶活性增加,可抵消氨氮的积累,减轻氮胁迫带来的影响。(2)研究了不同条件下海产养殖废水中钝顶螺旋藻的生物质产量和藻体自沉降能力。结果表明,接种浓度对藻体的生物质产量影响较小;有机碳浓度增加有利于脂质积累。适当增加氮浓度可以提高蛋白质含量,不利于脂质积累,氮浓度大于50 mg/L时既不利于微藻生长也不利于生物质积累。在改变海产养殖废水中接种浓度、有机碳浓度、氮浓度的情况下,微藻的自沉降效率可达86.5%以上,最高可达98.1%,在一定程度上可降低利用微藻处理废水后的采收成本。对于无法完全采收的藻体,可随循环水应用于养殖饲料。(3)基于批次实验构建了微藻膜光合生物反应器(MPBR),研究螺旋藻在海产养殖废水中连续长期运行情况及微藻生物质产量。结果表明,在MPBR中钝顶螺旋藻处理海产养殖废水可长期稳定运行,并获得了比较理想的生物量。以无纺布为膜材料的反应器出水效果相对更加稳定,出水水质更好,TN、TP和COD的平均出水浓度分别为0.57 mg/L、0.07 mg/L和4.13 mg/L,并且无亚硝酸盐积累。在反应器RA中发现了轻微膜污染,以无纺布为膜材料的RB反应器无膜污染,膜通量大、易清洁,成本也更低。