随着工业和城镇化的发展，以及国家各级部门对环保的重视和环保求要的提高，水处理取得了巨大进步和空前的发展，但随之在水处理过程中产生大量剩余污泥的问题，受到越来越多的关注和重视。絮凝是污泥脱水前处理的重要步骤和核心基础，可以提高污泥脱水性能，从而降低污泥含水率，以及降低污泥运输成本和后续处置成本。因此，研发高效、经济的絮凝剂有重要的工程实践意义和经济价值。论文针对以上问题研制新型高效阳离子聚丙烯酰胺污泥絮凝剂。阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）由于其具有带正电荷阳离子基团、分子量高，可以通过电中和作用和吸附架桥作用，使带负电荷的胶体颗粒脱稳聚集沉淀，被广泛用于工业废水处理和污泥絮凝脱水等领域。但在污泥絮凝脱水领域，由于现行使用的阳离子聚丙烯酰胺具有溶解性差、残留单体含量高、生产技术工序复杂、聚合时间较长、成本较高等不足，很大程度上与现行引发聚合技术有关。与此同时，目前虽然有较多关于污泥絮凝脱水应用方面的研究，但是对其絮凝污泥脱水机理方面的研究报道较少。论文着眼于研究新型紫外光引发聚合体系，合成出具有聚合时间短、特性粘度高、溶解时间短、残留丙烯酰胺单体含量低等优点的高效新型阳离子聚丙烯酰胺，并且通过其对印染污泥、城市污水处理厂剩余活性污泥、自来水厂污泥的絮凝脱水研究进一步完善污泥絮凝机理研究，对其工程化应用具有一定的理论指导意义。论文的主要研究工作如下：①P(AM-DAC-BA)的合成论文以丙烯酰胺（AM）、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵（DAC）、丙烯酸丁酯（BA）为单体，采用偶氮二异丁脒盐酸盐（V-50）为光引发剂，通过紫外光引发合成新型高效阳离子絮凝剂P(AM-DAC-BA)（聚合物的通用表达方式，下同）。采用单因素法优化，研究分别在石英反应器和玻璃反应器中，单体浓度、阳离子度、BA浓度、光引发剂浓度、聚合单体混合溶液pH值、光照时间、光强对聚合产物P(AM-DAC-BA)的特性粘度（[]）和转化率的影响。同时研究采用响应曲面法（Box-Behnken设计），优化P(AM-DAC-BA)的合成条件。②P(AM-DAC-BA)的表征研究了单体AM、DAC、BA，及聚合产物P(AM-DAC-BA)溶液的紫外光光谱。通过核磁共振谱（1H-NMR）、扫描电镜（SEM）、差热-热重（DTA-TGA）研究了分别采用石英和玻璃作为反应器材质合成的P(AM-DAC-BA)官能团结构、表面形态结构、以及热稳定性，并通过比较分析得到能够使P(AM-DAC-BA)表面形成多孔结构的可能条件。最后通过V-50的紫外吸收光谱分析，以及链引发、链转移、链终止以及链转移过程探讨阐述了紫外光引发聚合可能的聚合过程和引发聚合机理，为进一步优化合成高性能P(AM-DAC-BA)提供理论指导。③P(AM-DAC-BA)的红外光谱研究采用红外光谱法对分别采用石英反应器和玻璃反应器中合成的P(AM-DAC-BA)进行表征，研究红外光谱法对AM、DAC、BA、P(AM-DAC-BA)的振动频率归属；选取AM、DAC、BA中的-CONH2、-COOCH2(C=O)、-COOCH2-(C-O-C)、-CH2-N+(CH3)3基团吸收峰为特征吸收峰，讨论了聚合反应条件对聚合产物P(AM-DAC-BA)中特征峰位置和特征峰面积的影响。④P(AM-DAC-BA)在污泥脱水中的应用论文以纺织印染厂的印染污泥为絮凝脱水对象，通过对投加量和pH值的优化，得出最佳的污泥絮凝脱水条件。同时也比较了分别采用石英反应器和玻璃反应器中合成的P(AM-DAC-BA)的污泥脱水效果的差异。以城市污水处理厂剩余活性污泥作为应用对象，研究了P(AM-DAC-BA)系列絮凝剂的污泥脱水性能，获得了最佳絮凝脱水条件。通过与P(AM-DAC)和市售CPAM污泥脱水性能的对比，得出P(AM-DAC-BA)系列絮凝剂的污泥脱水性能优于P(AM-DAC)和市售CPAM。通过对絮体粒径、zeta电位等分析，探讨了P(AM-DAC-BA)系列絮凝剂的主要絮凝机理。同时以自来水厂污泥（含铝污泥）作为研究对象，通过对絮凝过程的优化，得出最佳絮凝脱水条件。通过对不同絮凝条件下的絮体分形维数、粒径、zeta电位的测定探讨了絮凝改善自来水厂污泥脱水性能的主要作用机理。讨论了分形维数与絮体粒径，絮体粒径与zeta电位之间的相关性，为讨论絮凝主要作用机理提供新思路和新方法。最后通过与P(AM-DAC)及市售CPAM污泥脱水性能的对比，以及P(AM-DAC-BA)成本分析，讨论了P(AM-DAC-BA)系列絮凝剂的环境和经济效益。