随着我国农村经济的快速发展,村镇生活污水随意排放所引起的环境污染问题日益突出,如何高效处理村镇生活污水已成为亟待解决的问题。微藻能利用污水中的氮磷等营养物质完成自身的生长繁殖,可获得生物质能源的原料,同时还可净化村镇生活污水,被广泛用于处理污水。但在实际应用中,微藻对污水水质有一定的选择性,氮磷浓度、浊度等过高或过低均会抑制微藻生长,需先用强有力的预处理方法来提高微藻净化污水的效率。为此,本研究主要针对西北地区的环境特点,以小球藻高效净化村镇生活污水为主要目标,采用稀释、过滤、高温灭菌等方法先对污水进行预处理,在此基础上,通过正交试验和温度、光照等环境因子结合,探究了预处理方法和环境因子对小球藻净化村镇生活污水的影响。主要研究结果如下:（1）为确定适合小球藻净化污水的最佳浓度,将村镇生活污水稀释25%、50%、75%和100%后用于培养小球藻。结果表明,小球藻能在不同浓度的村镇生活污水中生长,其中在浓度为25%和100%污水中生长速度缓慢且最终获得的干重也较低,尤其是在浓度为100%的污水中,小球藻的生长速度最慢,最终的OD₆₈₀仅为0.251,干重为163 mg·L^-1;而在浓度为50%的污水中小球藻的生长情况最好,最终获得的干重为364 mg·L^-1。对于污水的净化,污水浓度为50%时,小球藻对TP和COD的净化效果最好,去除率分别为53.72%和53.26%;污水浓度为75%时,小球藻对TN和NH₄⁺-N的去除效果最好,去除率分别为63.14%和58.64%。总体来看,将污水稀释为50%时对小球藻净化污水的促进效果最佳。（2）采用高温灭菌、秸秆粉过滤、活性炭过滤等作为不稀释组的预处理方法,在此基础上,再将污水稀释50%作为稀释组的预处理方法,以不稀释污水为对照,再利用小球藻对村镇生活污水做进一步处理。结果表明,各预处理方法均对小球藻净化污水起到了促进作用,其中沉淀方法对小球藻净化污水的促进效果较小;在秸秆粉过滤条件下,小球藻的生长速度最快,最终的OD₆₈₀为0.706,干重达629 mg·L^-1,同时对TP的净化效果也最好,去除率达92.22%;经活性炭过滤后,小球藻对TN的去除效果最好,去除率达93.94%;经高温灭菌预处理后,小球藻对NH₄⁺-N和COD的去除效果最佳,去除率分别为93.41%和86.21%。最终筛选出对小球藻净化污水促进效果最明显的预处理方法是高温灭菌、秸秆粉过滤和活性炭过滤。（3）通过正交试验将高温灭菌、秸秆粉过滤和活性炭过滤三种预处理方法和环境因子组合,探究了组合方法对小球藻生长以及净化污水的影响。结果表明,在温度、光照强度、光照时间和预处理方法四个因素中,温度对小球藻生长的影响最大,且在温度为25℃,光照时间为20h,光照强度为6000 lux,预处理方法为秸秆粉过滤条件下,小球藻的生长速度最快,最终获得的干重为736mg·L^-1;预处理方法对小球藻去除污水中的TN、COD和NH₄⁺-N的影响最大,其中在温度为20℃,光照时间20h,光照强度8000 lux和秸秆粉过滤条件下小球藻对TN的去除率达94.27%;在温度为30℃,光照时间为12h,光照强度为10000 lux和预处理方法为秸秆粉过滤条件下,小球藻对COD的去除率达89.51%;在温度为20℃,光照时间为16h,光照强度为8000 lux,预处理方法为秸秆粉过滤条件下,小球藻对NH₄⁺-N的去除率达94.73%。对于TP的去除,温度是主要影响因素,且在温度25℃,光照时间16h,光照强度10000 lux,预处理方法为高温灭菌条件下,小球藻对TP的去除效果最好,去除率为92.35%。本研究提高了小球藻净化村镇生活污水的效率,并确定了适合小球藻在西北地区生长的环境条件,为解决当地农村生活污水处理和推动微藻能源产业化发展提供了技术参考。