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随着经济的快速发展,工业程度不断提高,源水污染越来越严重,目前的常规给水处理工艺也越来越难满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。膜技术逐渐运用到水处理中,但严重的膜污染阻碍着膜技术的发展。本课题用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)改性壳聚糖(CS)制备壳聚糖季铵盐混凝剂(CS-CTA),并将CS-CTA应用到混凝-微滤工艺中,研究其对出水水质和膜污染的影响。本课题研究了反应温度、CTA/CS质量比、NaOH/CTA质量比、反应时间等因素对CS-CTA取代度的影响,并且通过响应曲面法对壳聚糖季铵盐CS-CTA的制备进行优化。结果表明:四种影响因素对CS-CTA取代度影响的大小为:反应温度>NaOH/CTA质量比>CTA/CS质量比>反应时间。优化后,壳聚糖季铵盐最佳制备条件为CTA/CS的质量比为4.929、反应时间8h、反应温度68.4℃、NaOH/CTA的质量比为1.17,此条件下的取代度预测值为96.34%,实验值为96.29%,实验值与响应面预测值结果一致。将CS-CTA对腐殖酸-高岭土模拟水样进行混凝实验,研究CS-CTA的混凝效果。并且,对CS-CTA混凝絮体的特性进行了分析。实验结果表明:CS-CTA最佳混凝条件为投加量为4.0mg/L、pH=5,最佳搅拌条件为300r/min搅拌30s,150r/min搅拌5min,50r/min搅拌15min。絮体的粒径随CS-CTA的投加量和水样的pH的增大呈现出先增大后减小的趋势,在投加量为3mg/L和水样pH值为7时,絮体的粒径最大。随着剪切力的增加,絮体强度逐渐下降,絮体的恢复因素先增大后减小。在不同pH值下,絮体强度系数γ~’随着pH值的升高,先减小后增大,在pH=7时达到最小,说明在pH=7时生成的絮体强度最大。随着投加量的增加,絮体分型维数逐渐升高;随着pH值的升高,絮体的分型维数先减小后增大,在pH=5时,絮体的分型维数最小;酸性条件下絮体的分型维数较碱性条件下低。以CS-CTA为混凝剂研究混凝-微滤工艺对腐殖酸-高岭土模拟水样的处理效果,以及CS-CTA为混凝剂对微滤膜膜污染的影响。结果表明:混凝-微滤工艺对模拟水样的最佳投加量为4mg/L、最佳pH值为5;随着投加量的增加,最后膜比通量先升高后下降,在投加量为3mg/L时达到最大为43.8%;随着pH的升高,最后膜比通量先升高后下降,在pH=5时达到最大,为57.3%,并且酸性条件下,最后膜比通量比碱性条件下高。随着投加量的增加,微滤膜的不可逆阻力、膜总阻力和MFI均先下降后升高,在投加量为3mg/L时达到最低;不同pH下膜污染的状况均随pH的升高先减小后增大,在pH=5时达到最低。在投加CS-CTA时,最后膜比通量较未投加时高,并且计算所得的不可逆膜阻力、膜总阻力和MFI均比未投加时低,说明CS-CTA能够减缓微滤膜的污染。根据Hermia公式拟合结果显示,滤饼层模型拟合结果最好,说明滤饼层形成是造成微滤膜膜通量下降的主要原因。