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混凝处理剂的研发是混凝工艺的核心技术,药剂性能很大程度上决定了混凝处理效果和混凝工艺运行费用。随着水和废水处理难度和规模的不断增大,对混凝处理剂质量要求也越来越高,因此新型高效混凝处理剂的研发在水处理领域具有十分重要的意义。阳离子型高分子混凝剂-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)具有电荷密度高、结构形态稳定、安全无毒等众多优点,已引起广泛关注。本研究通过复合法和共聚法两种方法制备复合混凝剂PFC-PDM,并系统研究PFC-PDM与PFC特性、结构特征、混凝效能及处理钻井废水形成絮体的特性差异,其中对絮体形态、强度定量研究有助于促进揭示絮体形态与工艺效能间的内在关系。考察复合比(P=PDM/PFC)、PDM分子量分别对复合法制备PFC-PDMm和共聚法制备PFC-PDM。中Fe(Ⅲ)形态分布与Zeta电位的影响,从而确定最佳制备方法及最优制备条件,结果表明：①复合比对混凝剂铁形态分布影响显著,随着复合比增大PFC-PDMm中铁有效形态Feb增多,当P=0.3时Feb增加至30%以上。①PFC-PDMm与PFC-PDMC的Zeta电位随复合比增加而增大,PFC-PDMm絮体表面电荷更高,电中和能力优势更为明显。③PDM分子量对PFC-PDMm与PFC-PDMc影响趋势大致相似：PFC-PDMm与PFC-PDMc中Feb的含量随PDM分子量增加而减少,Fec的含量却随之增加。④在相同复合比下PFC-PDMm与PFC-PDMc的Zeta电位均随PDM分子量增大而增加。确定PFC-PDMm制备优化条件结果为：PDM/Fe复合比P=0.3,PDM分子量为200000-350000。采用IR、TG、SEM对PFC与PFC-PDMm结构形态特征进行对比研究,结果表明：①PFC-PDMm与PFC的红外谱图大致相似。解析图谱得知PFC-PDMm中羟基缔合程度较高,且两者中Fe的羟桥与氧桥含量存在差异。②300℃-400℃段PFC-PDMm初始分解温度与最大热分解速率温度均高于PDM,混凝剂的耐热性提高。③PFC-PDMm与PFC存在形态差异,PFC-PDMm在低倍扫描倍数下呈现较规则多孔蜂窝状,在高倍数下观察到存在有利于混凝剂发挥吸附及网捕卷扫作用的球状、椭球状不规则突起。分别以PFC与PFC-PDMm在三种混凝机理下处理钻井废水,并对PFC与PFC-PDMm絮凝体粒径、形态和密度以及三者之间的关系进行研究,结果表明：①PFC与PFC-PDMm在三种混凝机理下处理钻井废水形成的絮体粒径均随水力强度的升高而减小。根据1n(d)-ln(G)斜率γ分析在相同机理下PFC-PDMm絮体强度大于PFC,PFC处理钻井废水絮体强度大小顺序为：吸附架桥>网捕卷扫>电中和,而PFC-PDMm絮体强度大小顺序为：吸附架桥>电中和>网捕卷扫,与絮体强度计算公式得到结论一致。②在三种混凝机理下PFC与PFC-PDMm处理钻井废水的絮体分形维数均随水力强度的增加而增大,且在相同机理下PFC-PDMm絮体分形维数大于PFC。在相同的水力条件下PFC处理钻井废水絮体分形维数大小关系为网捕卷扫>电中和>吸附架桥,而PFC-PDMm絮体分形维数大小关系为吸附架桥>网捕卷扫>电中和。PFC-PDMm处理钻井废水形成絮体的分形维数与絮体强度之间均存在内在的统一,与混凝剂种类有关,不随混凝机理改变而变化。④PFC-PDMm与PFC处理钻井废水试验发现：在投加量为6000mg/L时,相比PFC,PFC-PDMm的COD去除率提高19.16%,SV降低13.82%。对比PFC与PFC-PDMm的键合特征、结构形态、处理钻井废水絮体特征均发现在复合混凝剂中PFC与PDM并不是简单的物理混合。无机与有机两相在产生协同作用的同时相互影响,从而促进混凝效能的增加。