无机悬浮固体颗粒物、有机物胶体和微生物是饮用水原水中的常见组成,除浊、除色和抑/灭菌是饮用水生产工艺的主要技术单元。饮用水常规生产工艺是以混凝、沉淀、消毒和过滤为主的处理方法。其中,絮凝通常用于水体的除浊净化,而消毒主要用于灭菌,进而得到清洁安全的饮用水,如季铵盐阳离子聚合物就是一种广泛应用于饮用水原水生产工艺中絮凝去除带负电荷的颗粒和溶解性有机物（DOM）的高分子材料,但在生产工艺后续的消毒单元中,它们的使用可能会产生具有致癌风险的消毒副产物。若能开发出兼具除浊除色和抑/灭菌性能的多功能型絮凝剂,既可有效减少絮凝剂和消毒剂的用量、降低成本,又能减少消毒副产品的产生。因此开发一种新型的多功能无氮絮凝剂尤为必要。论文合成了两种具有杀菌功能的新型无氮淀粉基絮凝剂,分别为:（1）阳离子型醚化淀粉絮凝剂（3-溴丙基三苯基溴化膦改性淀粉,S-BTP）;（2）阳离子型酯化淀粉絮凝剂（（4-羧丁基）三苯基溴化膦改性淀粉,TPS）,并通过傅里叶红外光谱、核磁共振光谱、X-射线衍射光谱和Zeta电位等方法对产物结构进行了表征;然后利用烧杯实验和一个小型连续流絮凝-沉淀-超滤装置,研究了新型絮凝剂在处理含菌水体的絮凝杀菌性能,考察了阳离子取代度（DS）、絮凝剂用量、水体p H值和模型污染物等因素对其絮凝性能的影响;在连续流絮凝-沉淀-超滤试验中,研究了新型絮凝剂的絮凝性能、抗菌性能以及对超滤膜污染的缓解作用。主要结论如下:（1）阳离子型醚化淀粉絮凝剂S-BTP对单组份、双组份和三组份模拟水样均展现出良好的絮凝性能,且与季铵类絮凝剂和常规明矾的性能相当;对于单组份污染物水体,S-BTP絮凝剂与高岭土颗粒、腐殖酸和细菌的表面电荷性质决定了其最终的絮凝效果;对于双组份水体,水体中的腐殖酸起到决定性作用,高岭土对于其他污染物的去除有一定的协同作用;对于三组份污染物水体,S-BTP在40 mg/L的最优投加量下,通过电荷吸引、聚合物桥接和抗菌作用,对水中的大肠杆菌的杀死率为99.4%,浊度去除率接近100%,UV₂₅₄的去除率达90%,而且S-BTP的杀菌性能明显优于明矾（杀死细菌41.4%）。扫描电子显微镜和三维荧光（3DEEM）可视化表现了S-BTP絮凝剂对大肠杆菌的细胞壁造成了明显的破损,并可以通过调控絮凝剂的用量实现对胞内物质释放的控制,进而控制二次污染物的产生。与商用明矾絮凝剂相比,S-BTP絮凝剂在水质改善及膜污染控制方面都表现出了更优的性能;扫描电镜（SEM）和激光共聚焦显微镜（CLSM）可视化的表现了超滤膜表面的滤饼层厚度以及膜上多糖、蛋白质和细菌对膜污染的影响。与S-BTP相比,明矾体系超滤膜上的滤饼层更厚,且带有较多的多糖和细菌,造成了更多的水力阻力和不可逆膜污染。（2）经比较研究,发现相对于S-BTP絮凝剂,阳离子型酯化淀粉絮凝剂TPS在合成条件上更为温和,在常温下就可以进行反应,而且在取代度接近的情况下,季膦单体的用量更低,降低了成本。而且TPS除了对革兰氏阴性菌大肠杆菌具有良好的杀灭性能外,对于革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌也有很好的去除效果。对于单组份污染物,TPS对于高岭土和细菌的去除与S-BTP相当,但是在对UV₂₅₄的去除方面,TPS的最佳用量（25-30 mg/L）低于S-BTP的最佳用量（40-50 mg/L）,这可能是因为改性方法不同所产生絮凝剂结构上的变化造成的结果;对于双组份水体,水体中的腐殖酸起到决定性作用,高岭土对于其他污染物的去除具有协同作用;在对三组份水体的处理中,TPS对于含两种不同菌种的水体,浊度去除率均可达到100%,UV₂₅₄的去除率在94%左右;大肠杆菌的去除率为99.94%,金黄色葡萄球菌的去除率为98.16%。通过对三组份水体絮凝后3DEEM和SEM的观察,含金黄色葡萄球菌的水体释放出的芳香族蛋白质和可溶解性微生物产物较少,而且絮体中的菌体形貌也只是部分被破坏。相对于明矾,TPS对于两种水体都表现出了在膜污染控制上的优势,但含金黄色葡萄球菌的水体对超滤膜造成的不可逆污染更明显。通过对两个体系的对比研究,显示无氮阳离子淀粉絮凝剂作为传统化学物质的替代品在水处理中使用具有明显优势。两种改性淀粉絮凝剂除了良好的絮凝性能外,还兼具有抑/灭菌作用。这种双功能性主要归功于淀粉链上引入的阳离子季膦基团,使絮凝剂分子不仅可以絮凝沉降高岭土颗粒、腐殖酸和细菌细胞,还可以有效地破坏细菌细胞壁进而杀灭细菌,控制膜污染并减少消毒副产物的产生。