近年来，天然高分子絮凝剂由于具有来源广、无毒性、环境友好以及高效等特点，而备受关注，甚至被誉为“21世纪的绿色絮凝剂”。然而其在实际应用中也存在许多不足之处，如:分子量小，水溶性差等。针对这些问题，本课题以一种性能优越的天然高分子材料壳聚糖为基材，通过接枝改性方法，以丙烯酰胺为改性剂，制备壳聚糖接枝聚丙烯酰胺共聚物;并进一步通过醚化反应，在壳聚糖接枝聚丙烯酰胺共聚物链上引入季铵盐基团，从而得到一种强阳离子化壳聚糖衍生物。并将上述两种壳聚糖接枝共聚物分别作为絮凝剂应用在水处理中。　　在实际水处理实验中，分别在小试和中试规模条件下，系统地考察了上述两种壳聚糖接枝改性絮凝剂絮凝性能。在实验室小试烧杯实验中，以高岭土悬浮液为模拟水样，分别考察了絮凝剂投加量、环境温度以及原水浊度对絮凝剂絮凝效果的影响;而在中试实验中，以长江中下游镇江段原水为模拟水样，通过正交实验方法，考察了絮凝剂投加量、混凝时间及混凝机械搅拌速度等诸多因素对其实际絮凝性能的影响。实验结果表明:　　(1)絮凝剂的投加量是影响絮凝剂实际絮凝效果最为重要的因素之一，絮凝剂投加量应选择在一个合适的范围内进行，过大或过小均不能表现出最佳絮凝效果。此外，强阳离子化壳聚糖接枝改性絮凝剂的有效絮凝范围远宽于其前体壳聚糖接枝聚丙烯酰胺共聚物，这是由电中和和黏结架桥絮凝机制共同作用的结果;　　(2)原水的浊度和温度也是影响絮凝剂实际絮凝效果的重要因素，原水浊度越大，所需投加的絮凝剂投加量越大;而温度升高，有利于加速水体中悬浮胶体粒子布朗运动，从而易于碰撞聚集成团，使得所需絮凝剂投加量降低;　　(3)此外，中试实验结果指出，混凝时间是另一个对絮凝性能具有重要影响的因素，增加混凝时间，有利于提高絮凝效果;而机械搅拌速度对絮凝性能同样也有影响，搅拌速度过小，不利于絮凝剂与水体中悬浮粒子充分接触，而搅拌速度过大，易于打碎已聚集成团的大颗粒，因此应在合适的搅拌速度下，才能得到最佳的絮凝效果。　　除了上述外部因素对壳聚糖接枝改性絮凝剂絮凝性能影响外，本工作还分别在小试和中试条件下，着重考察了絮凝剂结构因素对其实际絮凝性能的影响，从絮凝机理角度解释了其作用规律。针对壳聚糖接枝聚丙烯酰胺絮凝剂，系统考察了聚丙烯酰胺接枝率对其絮凝性能影响，并提出了一种新的接枝共聚物接枝率的测量方法——折光指数增量法，精确测定其接枝率;发现共聚物接枝率与其实际絮凝效果具有很强的依赖性，且并不是共聚物的接枝率越大，实际絮凝效果就越佳，接枝率过大或过小均不能表现出最佳絮凝效果，从絮凝机理角度看，这是由于电中和和黏接架桥机理共同作用的结果。此外，对于强阳离子化壳聚糖接枝聚丙烯酰胺絮凝剂，强阳离子化程度越高，絮凝性能越佳。絮凝动力学研究表明其絮凝过程符合双分子碰撞模型，同时也证实提高季铵盐取代度，有利于增强其实际絮凝效果。且中试与小试结果具有良好的一致性。　　水样常规38项理化检验结果表明，采用上述天然高分子絮凝剂处理得到的水样均符合国家新颁布实施的饮用水标准。另外，与镇江市自来水公司现行使用的絮凝剂——聚合硫酸铁的絮凝效果相比，发现壳聚糖接枝衍生物絮凝剂具有更为优异的絮凝性能，所需的絮凝投加量远低于聚合硫酸铁，仅约为其四十分之一，具有很高的性价比。因此，可以认为上述两种接枝型壳聚糖改性絮凝剂均具有优异的絮凝性能，有着广泛的应用前景。