随着化石能源的耗竭以及温室效应的日益显著，寻找更为节能和环境友好的污水处理工艺变得更为迫切。微藻废水处理是环境可持续的绿色工艺，探索藻菌共培养降解废水污染物的协同代谢调控机制具有科学意义。
传统的废水处理通过硝化和反硝化作用，把废水中的污染物转化成无害的化合物。虽然处理废水中的碳、氮和磷效率很高，但是需要补充能量，营养物质也会损失。传统的废水处理过程非常复杂，过程控制难度大，还会造成温室气体排放。利用微藻进行废水处理，既能降低能耗，又能促进氮磷等营养物质的循环利用。微藻废水处理包括藻类塘、活性藻和固定化藻等形式。相比于传统污水处理，微藻废水处理中藻类的蛋白质含量高，收获后可用作动物饲料或饵料，既实现了处理废水的社会效益，也提高了经济效益。更是助力实现碳达峰、碳中和双碳目标。
例如在普宁市的乡镇污水处置中已经完成了整县乡村污水净化治理与江河水质保护的整县示范，进入有机废水（含养殖和屠宰废水），出水质量介于地表V—IV类水之间，而且水处理成本比较低，消耗二氧化碳总量比较大，单体规模基本在日处置生活废水和农业废水等有机废水100—500吨之间，整个普宁市建设了约150个污水处置站。
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