在当代人类面临着能源危机与环境污染的双重危机与挑战。基于城市污水培养微藻生产生物柴油,可以在实现在微藻深度处理污水的同时,以污水为资源制备微藻生物柴油。微藻油脂提取是整个产业链中耗能最多的一环,其中细胞破壁过程是微藻提油技术的攻关难点。本课题创新性地将水蚤摄食消化微藻这一现象应用到微藻破壁过程中,其目的是获得一种高效且低能耗的微藻破壁技术,并与低毒有机溶剂萃取相结合建立一套完整的具有应用前景的湿法提脂工艺。本课题首先对水蚤摄食消化蛋白核小球藻9-2的影响因素进行研究,在此基础上对水蚤破壁辅助微藻油脂提取进行了单因子优化,并对其机理进行了初步探讨。然后以单因子实验与响应曲面法对低毒双有机溶剂进行筛选。最后,对整个湿法提脂工艺进行效果评估。通过单因子实验得到水蚤摄食消化破壁辅助微藻提油的最佳条件为:温度为25℃,光强为0 lux,微藻干重为3.00 g/L,水蚤投加量为40只/mL,处理时间为72 h。在此条件下,油脂相对提取率可以达到111.36%,对应的微藻细胞破壁率为87.74%。水蚤平均摄食率为3.69×10~4 cells/(ind·h)。根据扫描电镜结果发现水蚤对于微藻细胞的摄食作用是整体上的破坏,通过红外光谱分析与提取液成分测定发现水蚤优先摄食微藻中的蛋白质与多糖。此外,水蚤对不同脂肪酸的吸收和转化效率会直接影响本实验的油脂品质。实验选取18:2n-6c与18:3n-3作为小球藻特征脂肪酸,研究发现其含量在处理后的水蚤体内呈增长趋势,初步探究了脂肪酸沿食物链传递变化情况。对低毒双有机溶剂进行单因子与响应曲面实验,溶剂筛选为正己烷/乙醇,溶剂配比为4:1,液料比为3:2,提取时间为3 h。在该参数条件下得到的最佳微藻油脂相对提取率为98.64%。水蚤摄食破壁-正己烷/乙醇法微藻提油组合工艺的油脂相对提取率为72.21%,FAME相对产率为83.29%。同组实验中,水蚤摄食破壁-氯仿/甲醇法的油脂提取率与FAME产率为传统方法的107.95%与125.12%,说明水蚤摄食是一种有效的微藻破壁方式。通过技术经济可行性分析,水蚤摄食破壁-正己烷/乙醇法是一种低毒、低能耗的微藻提油方法,具有一定的应用前景。