本课题根据气升式反应器的工作原理，设计一个敞口小型螺旋藻光生物反应器，并根据螺旋藻培养的影响因素对该生物反应器的操作参数进行了优化。同时探讨了在未灭菌的情况下螺旋藻在敞口光生物反应器中光合自养培养和混合营养培养。 首先，设计了两个5L光生物反应器(矩形光生物反应器和圆柱形光生物反应器)并进行了初步的操作参数优化。通过对螺旋藻光合自养培养生长曲线的测定，研究光强在不同光生物反应器中不同藻液浓度与深度下的光衰减情况，并建立相应的光衰减模型，光生物反应器培养的生物量明显优于摇床所培养螺旋藻生物量，而且矩形光生物反应器培养的螺旋藻生物量高于圆柱形光生物反应器所培养的生物量。 然后，在5L光生物反应器的研究基础上，放大并设计了20L矩形气升式光生物反应器，并对其设计做了相应改进。用上述的方法建立光强在20L光生物反应器中光衰减模型，并对影响螺旋藻培养的光强、循环速度和填料量三个参数进行了优化得出螺旋藻培养的最佳优化条件是5000x光照强度，100L／h循环速度，80％填料量。通过本课题的研究成功论证了在补加有机碳源-葡萄糖下螺旋藻的生物量有所提高，在其培养过程中也不会染菌。