废水中的营养物质排放对环境和人类健康构成了重大威胁。与物理和化学方法相比，使用生物技术处理废水已被证明是一种相对无害、通用且经济的解决方案。基于微藻的生物处理技术由于其有效的营养物质回收能力以及在许多产品（如生物燃料、高蛋白饲料、绿肥和土壤改良剂）中的潜在应用价值，正成为该领域的研究热点（图1）。
然而，传统的悬浮微藻系统面临持续性的挑战，包括高昂的收获成本和较低的生物量密度，这限制了其大规模应用。一种向附着培养方式转变的趋势已经出现，即微藻生物膜，这种方式在技术和经济上都具有优势[1]，主要是因为它们可以分离水力停留时间和固体停留时间。在实验室环境中，Liu等人设计了一种微藻生物膜反应器，在实验室条件下实现了最高50-80 g·mi−2d−1的生物量生产力[2]。最近开发的新型之字形设计显著提高了单位面积微藻生物膜培养的生物量生产力[3]。此外，与悬浮培养的微藻相比，生物膜培养的微藻对污染物的耐受性更强[3]。这种耐受性的增强归因于污染物在生物膜深度梯度上的稀释[4]。目前，基于附着培养方法的主要实际应用有两种：ATS（藻类草坪洗涤器）和RAB（旋转微藻生物膜生物反应器）。在ATS系统中，废水通过流经水平微藻生物膜来处理；而在RAB系统中，垂直微藻生物膜会旋转并定期浸入废水中。ATS系统在实验室规模上实现了34.83 g·m−2d−1的干生物量生产力[5]。然而，由于ATS通常需要较大的光照表面积才能实现高效生长，因此其占地面积通常比RAB系统更大。Gross等人开发的RAB系统在试点规模上展示了12.76 g·m−2d−1的表生物量生产力[6]。这种生物膜培养方法采用垂直滚筒，目前的重点是提高设备的高度以优化单位面积的处理效率。这两种生物膜培养方法的实施突显了微藻生物膜在废水处理和生物量生产方面的巨大潜力。
尽管微藻生物膜系统具有多种优势，但其有效性往往受到藻细胞与载体之间粘附力不足的限制。这种弱点可能导致部分生物膜脱落，从而增加出水中的COD水平，并可能导致操作问题，如堵塞和处理效率下降[7,8]。在这种情况下，强大的细胞粘附性至关重要。然而，在收获生物量时，期望微藻能够容易且完全地从载体表面分离，这意味着可控的粘附性是实现较低生物量残留的关键因素。因此，在废水处理中应用微藻生物膜技术时，实现可预测、可构建和可调节的粘附性仍然是最大的挑战之一。
本综述的目的是提供关于微藻生物膜在废水中的粘附性的当前知识的简要概述，分析粘附性如何成为系统效率的关键因素。第2节总结了微藻生物膜的一般形成过程及其技术优势。第3节详细探讨了导致粘附的物理、化学和生物机制，并分析了主流粘附预测模型在工程应用中的优势和局限性。第4节介绍了微藻-细菌、微藻-微藻和微藻-真菌群落中的粘附现象，重点讨论了EPS在粘附中的作用以及植物激素和信号分子对其分泌的影响。第5节综合并比较了载体、水、光照和化学物质等非生物因素对粘附性的影响。最后，第6节讨论了有助于更深入理解和更有效调控微藻生物膜的有前景的工具。需要注意的是，实际环境中的生物膜通常是由细菌、微藻、真菌和原生动物等多种微生物组成的复杂共生体（表1）。在本综述中，“微藻生物膜”特指以微藻为主要生物体的生物膜。
