当前我国经济飞速发展，带来了水资源和化石能源消耗过度，环境污染日益严重，气候日趋暖化，雾霾等极端天气正困扰着我们，如何破解科学发展的难题，如何变废为宝同时改善环境是人们关注的热点。本文依托泰达环保垃圾电厂废气和周边废水资源，提出了基于微藻细胞工厂的烟道气CO2捕集和生物燃料转化关键技术研究与开发，从细胞和反应器尺度分别进行了研究，主要结果如下:　　 从细胞合成水平上，构建了葡萄藻生长的代谢网络;利用该代谢网络，通过拟稳态假设建立了基于化学计量平衡的代谢通量模型;用线性规划方法计算出细胞生长和油脂合成通量之和最大条件下的通量，并分析对油脂合成和藻体生长有重要影响的代谢节点，为能源微藻油脂增产提供了理论参考。　　 从反应器工程水平上，诱变、筛选了富含油脂的葡萄藻TEDA200811，并获得了其最优培养基组成及过程动力学曲线;设计了新型风光互补LED光生物反应器，考察了光照时间、pH、氮源、CO2含量等培养条件对微藻生长的影响，获得了经济的微藻土工管袋脱水方法和对油脂提取效果较好的有机溶剂，进一步实现了藻基生物柴油的实验室制备，并开展了1000L跑道池反应器现场中试培养研究;在上述研究的基础上，建立了能源微藻油脂工业生产的过程模型，通过物料衡算和经济核算确定了整个生产工艺的瓶颈，并分析出影响收益的4个重要因素:设备成本、油脂售价、废水收益和废气收益;通过过程模拟，利用中心组合设计确立了这4个因素与投资回收期之间的关系，进一步通过蒙特卡洛模拟分析了这些不确定性因素对投资回收期的影响，研究发现:投资回收期在15年左右出现的概率最大，40年以下的概率为91.62％，即该项目投资风险较大，需要政府给予一定补贴。　　 此外，该博士后还主持完成了“十一五”国家科技支撑计划项目—中新生态城污水库环境治理与生态重建的关键技术研究与示范，并在附件第六章对相关关键技术研究成果进行了总结报告。