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随着纳米材料的广泛应用,纳米颗粒物对环境和生态的潜在危害引起科研人员的关注。"混凝-超滤膜联用工艺"目前被认为是高效控制纳米颗粒物污染的工艺之一。本论文针对在此联用工艺中,传统混凝剂前处理纳米颗粒物效率不足以及抑制膜污染生成效能不高等问题,通过自由基反应将丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）嫁接到海藻酸钠（SA）分子上,以实现海藻酸钠分子的接枝改性;然后利用改性海藻酸钠（MSA）与聚合铝（PAC）和四氯化钛（TiCl4）复合复配处理纳米银的水样;研究了不同的混凝条件（投加量、pH）下,改性海藻酸钠基复合复配混凝剂对纳米颗粒物的处理效果及抑制后续膜污染的情况。此外,针对纳米颗粒物在污泥处理处置过程中的潜在危害,初步探讨了其对钛盐污泥回用的影响。主要研究内容和结果如下:1.通过探讨不同改性条件下合成的MSA用于处理腐殖酸-高岭土水样的混凝效能,明确最佳改性条件为:SA质量为1g时,引发剂浓度6mmol/L,SA、AM与DMDAAC有效质量比1:3:1.8,反应温度45℃,反应时间4h。红外光谱、扫描电镜、透射电镜等数据表明接枝改性后的MSA是表面粗糙、水溶形态厚实的高分子物质,由于胺基的嫁接其表面电荷接近等电点。2.具有正电基团以及长链结构的MSA可以与聚合氯化铝（PAC）复合制备成聚合铝-改性海藻酸钠（PAC-MSA）复合混凝剂,其最佳复合质量比（PAC/MSA）为1:0.25,这种复合可以改善PAC的混凝效能。相对于PAC和PAC+SA复配混凝剂（PAC+SA）来说,PAC-MSA具有更好的混凝效果,在最佳投加量8mg/L条件下,其对AgNPs去除率可达到90%以上,并且对水体中溶解性有机质的去除效果提高了 25%。同时,与PAC和PAC+SA相比,PAC-MSA能够生成更大且结构更为松散的絮体。特别是在高投加量和酸性条件下,PAC-MSA所形成的絮体粒径最大,结构最为松散。这使得PAC-MSA在后续超滤膜处理过程中形成了最轻的膜污染,产生了最小的膜阻力,膜阻力与PAC相比最高降低约37%。3.MSA与四氯化钛（TiCl4）复配为四氯化钛-改性海藻酸钠复配混凝剂（TiCl4+MSA）,这能够在TiCl4、四氯化钛-海藻酸钠复配混凝剂（TiCl4+SA）的基础上更加有效的去除水体中的污染物。在最佳复配比例条件下（TiCl4投加量为12mg/L,MSA投加量为1mg/L）,TiCl4+MSA对纳米银的去除率达到了 90%以上。而且在低投加量条件下,与TiCl4和TiCl4+SA相比,其混凝效能得到了更加明显的改善。溶液pH对TiCl4+MSA复配混凝效果具有一定的影响,酸性条件更加有利于其混凝作用的发挥。但比较而言,高pH条件下,TiCl4+MSA表现出更加优良的效果。TiCl4+MSA能够生成更大且结构更为松散的絮体,絮体粒径与PAC相比最大增加300μm。在高投加量和酸性条件下,TiCl4+MSA所形成的絮体最大最为松散。而且随着投加量和pH的增大,三种混凝剂出水中颗粒物的粒度分布有所增大。比较而言,TiCl4+MSA混凝出水中含有更大粒径的颗粒物。这些特性都影响了后续超滤膜运行效能。TiCl4+MSA混凝水在后续超滤膜表面能形成疏松多孔的滤饼层,这极大抑制了后续超滤膜污染形成,而TiCl4+SA则会形成致密的滤饼层,这造成后续超滤膜污染加剧。通过分析絮体中银元素的存在形态,发现TiCl4+MSA除了吸附网捕以单质银形态存在的纳米银之外,还能够吸附纳米银溶出的银离子,这将大幅度降低纳米银在水环境的毒性。4.通过对纳米银絮体煅烧产物性质的研究,探讨了纳米银絮体再生的可行性,并明确了 MSA复配对絮体再生的影响。结果表明,AgNPs的存在并不影响钛盐絮体再生为锐钛型TiO2,并且其光催化效能由于银的掺杂提高了 30%。TiCl4+MSA的絮体再生产物中含有更多锐钛型TiO2,其相应光催化效能相对于PAC絮体提高了 20%,但TiCl4+SA的絮体再生产物光催化效能有所降低。这初步证明了 AgNPs絮体的再生可行性。