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随着沿海地区海水养殖业的快速发展,海水养殖行业外排的富含氮磷营养盐等污染物的废水对海洋环境的污染正日益显现,往往造成附近海域水质恶化、水体富营养化等问题。采用经济高效的水质净化技术对养殖废水进行处理成为了现阶段海水养殖行业迫切需要解决的问题。目前,专门针对海水养殖废水的水处理技术较少,大部分都是借鉴传统的生物硝化反硝化等方法进行处理,但普遍存在能耗较高、氮磷去除不彻底、副产污泥需要无害化处理等问题。本论文采用微藻培养方法处理海水养殖废水,通过将海水养殖废水作为培养基对微藻进行培养,不但能获得具有较高开发价值的藻细胞,还能实现废水的深度脱氮除磷。由于海水养殖废水中的养分远低于传统的微藻培养基,从而难以支撑微藻的高效生产。因此传统的批次培养方法较难以应用在海水养殖废水处理并耦合微藻生物生产中。本论文提出了采用膜法浓缩方式和固定化培养方式在光生物反应器中利用低氮磷含量的海水养殖废水进行微藻的高效培养,并同时实现废水中营养盐等污染物的深度去除。论文中首先构建了新型的连续进出水操作的膜光生物反应器（membrane photobioreactor,MPBR）,利用低氮磷含量的海水养殖废水对微藻进行连续进出水培养。反应器中加入的膜组件起到固液分离的作用,能实现对出水中微藻细胞的完全拦截,成功实现了培养过程中反应器水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）和微藻生物停留时间（biomass retention time,BRT）的有效分离,从而保证微藻的高效培养和废水中氮磷的高效去除。经过22天的培养,反应器在HRT=1.0 d时获得了最高的微藻生长量1.13 gL-1,同时对氮和磷的去除也达到了最高的去除速率,分别为4.30gL-1 d-1和3.96 gL-1 d-1。在第一阶段的培养结束后发现,在实验过程中存在因小球藻在反应器内快速增长而导致的高密度现象,不但限制了微藻的光合作用还影响了其对氮磷的利用。因此,第二阶段实验决定采用微藻生物膜吸附式固定化培养方法进行进一步的研究。通过在MPBR中添加纤维球,构建了微藻生物膜-膜光生物反应器（biofilm membrane photobioreactor,BMPBR）。实验利用了填料的对微藻的吸附作用,实现了微藻的吸附式固定化培养,从而有效地延长了反应器的培养周期。在没有对微藻细胞进行收获的情况下,在不同HRT条件下,对微藻进行了70天的连续进出水培养。经过70天培养,在HRT=1.0 d下获得了最高的微藻固定率,达到60.46%,以及最高的微藻总生物量,达到1.55 gL-1。对氮和磷的平均去除率也达到了最高,分别为98.58%和95.94%。与MPBR培养进行对比可以发现,微藻在BMPBR中能获得更稳定的培养以及更高效的污染物去除。基于上述研究内容,选择BMPBR对海水养殖废水中磺胺类抗生素的去除问题进行了研究。本实验主要针对三种磺胺类抗生素（磺胺嘧啶SDZ、磺胺二甲基嘧啶SDMe和磺胺甲恶唑SMZ）进行测定。结果发现,三种HRT操作条件下,BMPBR反应器中小球藻对三种磺胺类抗生素均有一定程度的去除,且在相同的培养条件下,小球藻对SMZ的去除能力最强,其中以HRT=4.0 d时平均去除率最高,达到78.79%。综上所述,连续进出水操作的MPBR培养能够获得一定的微藻生物质产量和较好的营养物质去除效果,且在HRT=1.0 d时效果最好。而在此基础上建立的BMPBR反应器,能通过填料的吸附作用,获得更加长久稳定的微藻培养,从而得到更高的微藻生物质产量以及更加深度的废水净化,同样在HRT=1.0 d时效果最优。除此以外,微藻能通过生物积累的作用对废水中的三种磺胺类抗生素进行去除,实现了最终的低浓度出水。因此可以表明反应器中微藻生物膜的存在能够提高微藻的生物量生产以及对废水中污染物的去除能力。