混凝是水处理过程的常用工艺之一,保证良好的混凝效果对于保证安全的饮用水供应具有非常重要的意义。影响混凝效果的主要因素包括原水水质情况、药剂投加量、种类以及是否投加助凝剂等。由于研究方法的限制,大多数研究将研究对象定位在混凝效率的提升和混凝剂的制备与水解方面,对原水水质情况（有机物的含量与组成、原水中颗粒物的形态与分布等）、混凝剂的形态变化与组成对混凝过程影响的研究较为缺乏。为了进一步了解原水性质对混凝过程的影响,本研究针对中国南方某城市四个水厂的混凝过程进行了调研,在此基础上对其水源水进行了一系列的混凝实验,并针对混凝效果不佳的情况进行了新型复合絮凝剂的制备研究,最后针对高效聚合氯化铝(Al₁₃)的应用条件及复合混凝剂的协同优化做了初步研究。实验结果表明:（1）四个水厂的原水水质呈现不同的特征,其中A水厂和B水厂呈现低浊度高有机物的特征,C水厂和D水厂呈现高浊度低有机物的特征。水源水有机物组成并没有明显区别,腐殖酸所占比例最大。四个水厂混凝池中水样浊度随其停留时间的增大呈现逐渐下降的趋势,其中A、C两水厂沉淀池出水浊度小于2.0 NTU,B、D两水厂沉淀池出水浊度小于4.0NTU,滤池承受固体负荷较大。虽经滤池过滤后出水浊度明显降低,但C水厂滤池出水浊度仍大于1.0 NTU。A水厂出水中腐殖酸含量较水源水有明显的下降（下降了大约10.0%）,其他水厂出水中腐殖酸的含量并没有明显的变化。A水厂滤池出水的DOC浓度明显下降（55.44%）,其余水厂DOC浓度下降并不明显（6.68%,19.63%,3.68%）。腐殖酸及小分子量有机物是造成水厂混凝效果下降的主要因素。（2）通过实验发现,相比于水厂目前使用的商用聚合氯化铝（PACl）,实验室制备的高效聚合氯化铝(Al₁₃)在水体浊度的去除方面有显著优势,水体中有机物浓度过高会在一定程度上限制Al₁₃的混凝效果。相比于浊度的去除,混凝在去除水体中的有机物时需要更大的投药量。聚二甲基二烯丙基氯化铵（HCA）作为一种阳离子有机絮凝剂,在被引入无机混凝剂之后可以显著增强复合药剂的电中和能力,在保证较低投药量的同时,还能有效地提高水体中有机物的去除率,增大平衡时絮体的粒径,改善絮体的沉降性。（3）在低浊度条件下（30NTU）,当投药量较低（≤0.03mmol/L）时,Al₁₃具有较高的浊度去除率。分析原因在于Al₁₃相比于AlCl₃含有较多电中和能力较强的Alb。复合药剂在低投药量下的浊度去除率随HCA所占百分比的提高呈先上升后下降的趋势,在HCA比例为5%时达到最优。随着投药量的增加,Al₁₃及HCA含量为1%、2%、10%的复合药剂相比于AlCl₃的除浊优势逐渐下降,在投加量≥0.05mmol/L时,除HCA比例为5%的复合药剂外,其他药剂浊度去除率均不及AlCl₃。在高浊度（60NTU）条件下,投药量较低时（≤0.03mmol/L）,静电簇作用占主导地位,Al₁₃及四种复合药剂相比于AlCl₃能够表现出更高的浊度去除率。在高投药量条件下,浊度去除率随复合药剂中HCA所占比例的不断增加（2%、5%）而增加。在HCA所占比例为10%时,复合药剂由于静电排斥和空间位阻作用明显,浊度去除率下降。投药量为0.04mmol/L时,Al₁₃及四种复合药剂可形成明显的絮体,平衡时絮体粒径随HCA所占百分比的增加呈先增大后减小的趋势,且AlCl₃平衡时形成的絮体粒径均不及Al₁₃及其他四种复合药剂。经破碎及再恢复后,AlCl₃与颗粒物间得到了充分的碰撞,因而最终形成絮体粒径远大于破碎前的粒径。在高投药量下（0.1mmol/L）,使用六种药剂所形成的絮体均表现出了类似的趋势变化,Al₁₃及复合药剂本身带有大量的正电荷,在高投药量下容易形成反浊,因而形成的絮体粒径小于AlCl₃。