随着城市化和工业化的快速发展，污泥产量的迅猛增加，提高污泥处理能力，保护水资源迫在眉睫。絮凝是一种通过聚集分散颗粒而使污水达到净化的方法，目前已经广泛地应用于采矿业、造纸厂、污水厂及油田等的水处理中。近年来，具有良好絮凝效果的高分子絮凝剂由于其独特的絮凝分子结构（长链、电荷密度、接枝等）得到快速发展和应用。研究发现，当高分子絮凝剂应用于污泥脱水处理时，其絮凝脱水作用大大降低了处理后污泥滤饼含水率。因此，絮凝剂的结构和性质是影响絮凝效果的关键因素。众所周知，污泥胶体粒子表面带有负电荷，因此表面带有高密度正电荷的阳离子型絮凝剂备受关注。本论文首先以过硫酸钾为引发剂，反相乳液聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。通过正交实验探讨了引发剂浓度、交联剂量、油水比、乳化剂用量等因素对聚合效果的影响，确定最佳合成工艺路线。其次，壳聚糖是甲壳素脱乙酰基衍生物，由于其无毒、且具有良好生物降解性及相容性，已经广泛应用于污水处理。但是,壳聚糖在碱性和中性溶液中溶解性极差，且较大的空间位阻和较小的分子量也限制了其应用。接枝改性是一种方便有效地提高壳聚糖絮凝效果的方法。本文以硫酸铈为引发剂，溶液聚合法合成新型壳聚糖接枝高分子絮凝剂(chitosan-g-PAM-AA)。通过正交实验探讨了最佳的合成反应条件，并在最佳反应条件下与阳离子剂（二甲基二烯丙基氯化铵）进行阳离子改性，合成阳离子接枝共聚絮凝剂(C-chitosan-g-PAM-AA)。最后，将无机絮凝剂硫酸铝和有机高分子絮凝剂反应制备化学复合絮凝剂。并且对以上几种絮凝剂进行红外、X射线衍射和扫描电镜表征。将上述几种絮凝剂应用于市政污泥的处理，考察了絮凝剂的投料量、接枝率、阳离子度、污泥的酸碱度、温度等对絮凝脱水效果的影响。利用滤饼含水率和污泥比阻评价了几种絮凝剂的絮凝脱水效果。结果表明，弱酸性条件及温度升高有利于絮凝剂的絮凝作用，因此夏天进行污泥处理效果更好。化学复合絮凝剂的污泥脱水效果优于其余几种絮凝剂，污泥含水率由95%降至滤饼含水率为62.80%。总之，本文合成了四种改性聚丙烯酰胺絮凝剂，并用于污泥脱水中，取得良好的污泥脱水效果。因此，本课题是一个有广阔发展前景的研究课题。