全球正面临着能源紧张及其价格持续上涨,微藻是具有替代石油等化石能源潜力的生物质资源,可用于生产运输用燃料。然而微藻能源发展至今,成本问题始终制约着产业的发展。另一方面,随着养殖业的迅猛发展,畜禽粪便发酵产生大量沼液,属高污染物,无法直接排放至环境中。随着废水养殖微藻技术的出现,利用沼液进行小球藻的培养,不仅对其进行无害化处理、资源化利用,而且降低微藻生物能源生产成本,实现废物的能源化利用。本研究针对奶牛场沼液培养小球藻,通过分离纯化小球藻,并对其扩大培养,建设一定规模的示范基地,并研究后续收集、破壁和提油过程。本文的主要研究内容及结论如下：研究了小球藻(Chlorella sp.)在沼液中的生长以及沼液中有机物的清除情况。结果显示：小球藻在培养第6d生长速率达到0.307,生物量最大为1.30g/L,表明小球藻能够很好的适应沼液环境；处理14d后,沼液中有机物含量均有明显的降低。规模化养殖发现小球藻能够有效的利用沼液中的氨氮、磷等元素,可以实现净化处理。同时以聚合氯化铝(Polyaluminium Chloride, PAC)作为絮凝剂,探讨了其对小球藻的絮凝效果及其动力学模型,并对其实际应用的成本进行了评价。结果显示：5种不同剂量PAC在8min内均能高效絮凝小球藻,絮凝效率在86%以上,浓度为123.5mg/L时絮凝效率达到了98.6%,随着PAC浓度增大,小球藻的絮凝效率也提高,絮凝1t小球藻,絮凝剂成本为300-460元。针对沼液培养小球藻进行油脂含量、灰分、蛋白、脂肪酸组成、挥发性成分及在不同加热温度下的组分鉴别进行测定和研究。结果显示,所得小球藻干基油脂含量为10.14%。脂肪酸组成主要为多不饱和脂肪酸,含量为84.76%。通过挥发性组分的测定,主要包括烃类、醛类、酮类、醇类、酸类、胺类、杂环化合物等化合物。利用电子鼻对小球藻在不同温度下的气体成分变化进行研究,发现在60℃到90℃气体变化较小,然而继续加热成分明显变化。提出湿法超高压有机溶剂同步作用提取小球藻油脂,并与其他方法(超声波、高压均质和微波处理)进行比较。结果显示：超高压作用能达到最高细胞破碎率和油脂得率(10.02%和86.80%),且油脂提取和细胞破碎率均随着压力的增强而提高。总结四种破壁提取方法,细胞破碎率水平依次为超高压、高压均质、超声波和微波处理。油脂得率水平依次为超高压、超声波、高压均质和微波处理。探索小球藻细胞破壁和油脂提取同步完成工艺。实验结果显示,超高压效果最佳,细胞破碎率和油脂得率分别达到11.24%和92.75%。将同步法与分步法进行比较,发现同步法提取油脂和细胞破碎率均明显高于分步法。并对湿法超高压油脂同步提取小球藻油脂工艺进行响应面分析,得出最佳条件：压力580MPa,作用时间699s,溶剂比1：2.25。