一种废水资源利用的碳素纤维微藻培育系统，由废水资源输送子系统、藻类培育池、生物质收集子系统、干燥系统、外运、碳纤维水质调节池、CO₂充气系统、照明系统、水量水质监控系统、废水资源调控子系统等组成。调节池将废水资源降低有机和氮磷污染物浓度，去除悬浮物、重金属和有毒物，增加水体透明度；培育池用来培育高产油高蛋白着生藻类和微藻的生物质，通过高产油高蛋白藻类进一步降解氮磷和固定CO₂。本发明是一种利用废水资源，实现水质净化—藻类培育—温室气体减排的综合产品及设备系统，解决了富营养化水体控制和CO₂减排的技术瓶颈，减缓了治理水污染物和温室气体的经济压力，充分利用废水资源实现环境效益、经济效益和社会效益最大化。