当前规模化畜禽养殖业排放含有大量氮磷、重金属和有机污染物的粪污废水，导致生态环境遭受严重的污染，治理畜禽废水的任务迫在眉睫。由于传统畜禽废水处理方式及应用存在较多不足，基于微藻生物技术处理废水的研究得到越来越多的关注。微藻是一种广泛存在于水体中的单细胞生物，具有高效的脱氮除磷及纳污能力，其主要利用同化作用吸附污水中的氮，通过磷酸化作用吸附、沉降磷，依靠细胞膜上的官能团对重金属进行富集。基于以上生理基础，大多数微藻的氮磷吸附率和重金属富集率可以高达80%。目前微藻对畜禽废水污染组分的处理的研究主要集中在氮磷、重金属，实际应用方式多为高效藻类塘、活性藻、固定化技术、光生物反应器等。但是微藻处理畜禽废水仍存在分子机理研究较少，生产实际经验不足等问题。
近年来，我国的畜牧业得到了较大的发展，成为第一产业的重要支柱，养殖模式也由最初的散养转变为规模化养殖。规模化养殖虽然具有节省成本、优化管理、增加产量等优点，然而，由于该模式下畜禽的排便特性，养殖过程中产生了大量含有重金属、氮磷、抗生素等污染物质的粪便废水，这些处理不当的污染物对环境造成了严重的影响。2010年污染普查数据显示，畜禽业产生粪便 2.43 亿t，产生尿液 1.63 亿t。畜牧业已成为国内仅次于钢铁、煤炭的第三大污染行业。治理畜禽排泄废水，净化和保护水资源的任务已经刻不容缓。
目前畜禽废水的处理主要有自然处理法、物理化学处理法和生物化学处理法等。但是传统的处理方法往往存在效率低，成本高等问题，限制了其普及率。一般情况下小型的养殖场为节省成本，往往采用直接排放或者粗处理的方法处置废水；畜禽废水也常直接还田，这样不仅会使废水中的重金属和抗生素迁移入土壤，也造成了资源的浪费。因而，一种高效、低成本、绿色环保、附加产值大的废水处理方法是企业和生态环境所急需的。
微藻是一类广泛存在于各类水环境中的单细胞微生物，利用微藻净化废水的技术早已引起关注。一方面，畜禽废水中含有大量的氮磷及有机物，能够满足微藻对于氮源和碳源的需求，有效降低水中N、P 含量，同时微藻也可吸附或降解废水中的重金属、抗生素等污染物，实现废水的净化；另一方面，利用废水培养微藻，也可以产生大量的微藻生物质，这为其他下游产品，例如生物柴油、肥料、饲料等的开发提供了基础。这无疑是一条绿色环保可循环的产业链，实现了藻、水、下游产品的共得。