当前,经济发展的同时环境污染和资源短缺问题日益突出,蓝色经济或循环经济倡导彻底效仿自然生态系统,从而实现资源能源的持续利用,可解决环境和经济的矛盾。废水中水、能量和营养物的资源化回收,有利于减少水生生态系统中氮磷的受纳,防止有害藻华,保护水源;同时废水资源化产物能够带来经济效益。藻菌共生颗粒污泥工艺作为一种污水处理及资源化的新型工艺得到广泛关注。该工艺依靠藻-菌间的协同作用,即微藻通过光合作用将无机碳源或者二氧化碳同化到细胞内,同时产生氧气供细菌生长,而细菌将有机物氧化成二氧化碳供微藻利用。该工艺可以减少曝气能耗,减少温室气体和剩余污泥的排放,同时产生的生物质便于收集和进一步的资源化回收。目前,关于藻菌共生颗粒污泥工艺的研究处于起步状态,本研究在构建藻菌共生系统的基础上探索了藻菌共生颗粒的培养方法和污水处理效能,研究结果有利于该工艺的进一步应用。研究表明,藻菌共生系统相对于活性污泥法稳定性更高。进一步的,通过光照诱导和逐步减少沉淀时间的策略可以快速培养藻菌共生颗粒（约为40天）。采用活性污泥接种运行的两个序批示反应器中（R1遮光,R2光照强度4000 LUX,高径比8）,在厌氧/好氧/缺氧模式下运行。形成的好氧颗粒和藻菌共生颗粒的形状分别为长条形（4.0 mm×0.62 mm）和椭圆形（2.05 mm×0.75 mm）。COD的去除率分别为95.4%和95.7%,NH₄⁺-N的去除率都接近于100%,总氮的去除效率均在80%以上,对TP的去除率分别为94.1%和97.0%。藻菌共生颗粒污泥工艺的COD、NH₄⁺-N、TN和TP平均出水浓度分别为13.0、0.38、2.65和0.32 mg/L,可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准,好氧颗粒的COD、NH₄⁺-N、TN和TP平均出水浓度分别为15.9、0.93、2.62和0.65 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准。R1、R2对COD的去除分别依赖于绿弯菌（Chlorofexi）,紫细菌（Chromatiales）和小球藻。R1中脱氮功能菌主要为硝化单胞菌（Nitrosomonas）、硝化螺旋菌（Nitrospira）、Rhodocyclaceae和Hyphomicrobium等硝化菌和反硝化菌,而R2中为紫细菌（Chromatiales）、固氮螺旋菌（Azospira）和黄单胞杆菌（Xanthomonas）等异养菌和小球藻。在R1和R2中除磷起重要作用功能菌分别为Dechloromonas和Comamonadaceae。物质衡算表明R1和R2中CO₂排放量分别约为44.4%和5.8%。通过微藻强化的策略亦可快速培养藻菌共生颗粒（35天左右）。分别采用小球藻（X1）,小球藻和斜生栅藻（X2）,小球藻、斜生栅藻和鲍氏细鞘丝藻（X3）三种不同组成的微藻对活性污泥系统进行生物强化。X1、X2、X3的颗粒粒径分别为0.57、0.69、0.61 mm,叶绿素含量分别为6.75、6.38、44.40 mg/g SS。X3对碳氮磷的去除效果最好,其COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除率分别可达99%,99%,85%和98%。藻菌共生颗粒系统中（X1,X2,X3）的优势细菌为变形菌、拟杆菌、绿弯菌和浮霉菌。X1中出现环藻（Sphaeropleales）和栅藻（Scenedesmus obliquus）,X2和X3中出现硅藻（Bacillariophyta）。本文考察了藻菌共生颗粒污泥快速培养的两种方式,对藻菌共生颗粒的形成过程以及污染物的去除进行了初步研究,表明藻菌共生颗粒污泥工艺拥有微生物组成的多样性,碳氮磷去除的高效性,以及温室气体减排和能源回收的优越性。本文的研究为藻菌共生颗粒污泥工艺的进一步应用提供理论基础。