雨水是一种宝贵的自然资源。雨水收集和利用是缓解水资源短缺、实现水资源可持续管理的有效途径。本文对天津大学校园内采集的天然雨水和屋面雨水径流进行水质分析,并采用混凝-沉淀-微滤组合工艺处理屋面雨水径流,以期为雨水制备饮用水的实际应用提供参考。本文开发出一种自动降雨量监测记录及雨水采样装置,用于天然雨水样品的分时段采集。对雨水进行水质分析发现雨水水质受到多种气象因素（季节、雨前干期、降雨量、降雨强度、降雨历时等）的综合影响。天然雨水水质明显优于屋面雨水径流。天然雨水和屋面雨水径流中污染物均存在初期冲刷现象,可采取初期弃流措施提高收集雨水的整体水质。铅是雨水中主要的重金属污染物。当降雨量达2～3 mm时,天然雨水的高锰酸盐指数(COD_Mn)可满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。此外,天然雨水水质可以间接反映大气污染状况。本研究中监测到两场酸雨事件,可归因于工业企业排放的SO₂、NO_x。研究中采用混凝-沉淀-微滤组合工艺处理屋面雨水径流。通过实验,选择氯化铁作为混凝剂,投加量(以Fe³⁺计)为6 mg/L。烧杯实验适宜的水力条件为混合阶段G值为200 s^-1,絮凝阶段G值为20 s^-1。先后对春季屋面雨水径流、夏季的两次屋面雨水径流进行了小试试验。实验结果表明,进水UV₂₅₄与高锰酸盐指数具有良好的线性相关关系（R²=0.92）,处理出水的主要污染物指标以及委托第三方检测的28项水质指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。三批小试试验的膜污染速率σ分别为7.52×10^-3（h·m）^-1、22×10^-3（h·m）^-1、3.92×10^-3（h·m）^-1。对微滤膜进行物理清洗、酸洗后,膜比通量恢复率较高。滤饼层阻力对膜污染贡献率小于膜内部阻力。本文试验结果表明,混凝-沉淀-微滤组合工艺处理屋面雨水径流出水水质良好,膜污染可控,可以将其作为雨水制备饮用水的储备技术进行规模化推广,具有较高的工程应用价值。