在再生水回用领域中,城市污水处理厂二级出水基于处理成本低且水量丰富稳定等要素,已逐渐成为再生回用水源的重要组成部分之一。然而,城市污水处理厂二级出水仍面临着溶解性有机污染物无法完全有效去除等问题,且直接回用安全健康风险会增加,因此必须对其进行深度处理以适应日益严格的水质要求和回用标准。以混凝-超滤体系为核心的污水深度处理技术,对当下污水的再生回用和水资源危机的缓解具有重要意义,既可以缓解膜污染问题,又可确保回用水的质量。混凝中混凝剂的选择对于整个体系的稳定运行和出水质量至关重要,实际运行中需严格控制。针对壳聚糖（CTS）水溶性差、混凝能力低等问题,本研究以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CTA）提供的季铵盐基团通过醚化反应对CTS进行化学改性,制备出了水溶性壳聚糖—壳聚糖季铵盐（HTCC）。以污水厂二级出水为处理对象,选用制备的HTCC作为混凝剂,研究了HTCC的基本性质、HTCC的混凝性能以及HTCC对混凝-超滤技术处理污水厂二级出水的影响。在CTS上引入季铵盐基团制备出HTCC,研究发现在反应温度70℃、反应时间8h、CTS/CTA质量比为1:5时,制备的HTCC拥有最高的取代度96.67%;经过季铵化改性后,HTCC的可溶解p H范围极大拓宽,溶解度从3.23mg/m L提升到17.22mg/m L,水溶性得到明显改善,表面电荷量也得到提高,且随着取代度的增大,HTCC的溶解度和表面电位也随之增加。HTCC对污水厂二级出水的絮凝效果受到投加量、p H以及HTCC取代度的影响,最佳投加量为3mg/L,最佳p H工作范围为5～9,HTCC取代度达到96.7%时,对浊度和UV254的最高去除率分别为80.7%和49.1%;相比于CTS混凝能力有明显提升,对浊度和UV254的去除率分别提高了24.86和21.7个百分点,而与无机混凝剂聚合氯化铝（PAC）相比时,当浊度和UV254去除效果相差不大时,HTCC所需投加剂量更少,且HTCC比两者的混凝适用p H范围更广;HTCC在最佳条件絮凝过程中,混凝机理主要由吸附架桥和电性中和共同发挥作用,HTCC自身也发挥着网捕卷扫作用。在最佳混凝条件下,HTCC能强化超滤对有机物和荧光物质的去除,有效减少超滤膜通量的下降程度,同时拥有较高的反冲洗恢复率,超滤过程中的过膜总阻力、可逆阻力、不可逆阻力分别下降了46.07%、59.13%、68.42%;HTCC混凝处理一方面可通过混凝吸附部分溶解性有机物,缓解膜孔堵塞,另一方面HTCC絮体在超滤膜表面沉积形成疏松多孔滤饼层,减少污染物与超滤膜直接接触的同时还可进一步吸附有机物,加强对膜污染的缓解效果。本研究采用HTCC混凝与超滤联合工艺处理污水厂二级出水,系统地研究和评价了HTCC的混凝性能及其对超滤出水水质的强化作用和对膜污染的缓解程度,以及对膜污染的影响机理。为污水的深度处理以及污水处理厂中二级出水的回用提供科学指导和新思路,同时对改性天然有机混凝剂在污水深度处理领域的推广应用起到积极作用。