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壳聚糖（chitosan, CS）是甲壳素的脱乙酰基产物，具有来源丰富、安全无毒、可生物降解等优点。壳聚糖的化学改性和修饰是改善其应用性能的重要途径之一。本文分别以氯乙酸（chloroacetic acid）和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（2,3-epoxypropyl trimethyl ammonium chloride, EPTAC）为改性试剂，对重均分子量23.2×10~4、脱乙酰度92.7%的壳聚糖进行羧甲基化改性和羧甲基-季铵化双重改性，制备羧甲基壳聚糖和羧甲基壳聚糖季铵盐，表征了产物的分子结构。以壳聚糖衍生物为混凝剂分别处理了高岭土悬浊液和活性染料模拟水样，考察了实验条件对混凝性能的影响，阐述了混凝机理。探讨了混凝剂分子结构与其混凝性能之间的关系。主要研究内容和结论如下：（1）对壳聚糖进行化学改性制备得水溶性羧甲基壳聚糖（carboxymenthylchitosan, CMCS）和羧甲基壳聚糖季铵盐（quaternized carboxymethyl chitosan,QCMC），电位滴定法和容量滴定法测得其羧甲基取代度和季铵化取代度分别为64.4%和98.4%。运用红外光谱、核磁共振波谱和X-射线衍射分析表征其结构，结果表明水溶性壳聚糖衍生物为C6位取代O-羧甲基壳聚糖和O-羧甲基-N-(2-羟丙基三甲基)氯化铵壳聚糖。（2）以CMCS和QCMC作混凝剂，采用混凝烧杯实验研究了两种混凝剂对高岭土模拟水样的混凝特性，考察了沉降时间、水力条件、pH值、混凝剂浓度和原水浊度对混凝性能的影响。结果表明，CMCS和QCMC对高岭土悬浊液均有较好的混凝效果，混凝剂浓度较低时（≦5mg/L）即对原水浊度为50~300NTU的悬浊液有较好的浊度去除率（70%~97%）。沉降时间、水力条件对其混凝效果的影响不明显。QCMC的pH适用范围比CMCS宽，在3~9范围均有混凝效果。pH越高，所需混凝剂最佳投加量也越多。CMCS最佳投加量随原水浊度的增加而减少，而在最佳投加量时，浊度去除率随着原水浊度的降低而降低。QCMC最佳投加量随原水浊度的增加而增加。两种混凝剂的主要作用机理为电性中和与吸附架桥作用，混凝是两种机制共同作用的动态变化过程。（3）CMCS和QCMC作混凝剂处理活性黑、活性红、活性黄和活性蓝染料模拟水样，结果表明，水力条件对混凝效果的影响主次顺序依次为混合速度、混合时间、混凝速度和混凝时间。脱色率受pH影响较大，四种染料最佳pH范围均在3~4之间。随着混凝剂投加量的增加，脱色率先升高再降低。染料浓度越高，达到最佳混凝效果所需的混凝剂的浓度越高。与蒸馏水配制水样相比，自来水配制水样最佳投加混凝剂浓度范围略宽，脱色率稍高。CMCS和QCMC具有两性混凝剂的典型特性，混凝性能均依赖分子链中的多种活性基团及其大分子特性，发挥电性中和与吸附架桥作用。季铵基团引入到CMCS分子中，其阳离子性增强，与染料分子结合能力增强，因此QCMC做混凝剂时，4种染料模拟水样中最佳投加浓度均比CMCS低。