混凝工艺是水处理中最常用的工艺之一，其处理效果主要由混凝剂的种类及水环境决定。当今国内外水处理工艺中，使用最广泛的是铝盐和铁盐类无机混凝剂。然而这类常规混凝剂存在诸多不足，随着出水水质要求的提高，其缺点逐渐暴露，因此亟需开发新型高效混凝剂以适应当前水处理的需求。锆盐是一种具有优良混凝特性的新型絮凝剂，以其绿色环保的特点在近年来受到一定关注，然而相关基础研究尚未有系统开展。本文主要研究了锆盐混凝的混凝行为及其混凝机理，同时对锆盐混凝剂在处理不同水样时的应用效果进行了研究，针对混凝效果较差水样进一步提出了复配混凝方案，并研究了改进方案下锆盐的混凝行为。主要实验内容和结论如下：
　　（1）采用微量滴碱法制备聚合硫酸锆混凝剂（PZS）、聚合氯化锆混凝剂（PZC）混凝剂，碱度梯度设置为（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5）。探究了PZS、PZC的碱度、投加量、水样初始pH值对模拟生活污水的混凝效果影响。实验数据表明，PZS混凝剂的最佳混凝条件为：最佳碱度为1.0，最佳投加量为32mg/L，最佳初始pH为6。在最佳条件下的混凝出水的剩余浊度为0.55NTU，TOC去除率为89.3%，总磷的去除率为98.2%；但出水pH为3.58，需后续处理。PZC的最佳混凝条件为：最佳碱度为1.5，最佳投加量为24mg/L，最佳初始pH为6。在最佳条件下的混凝出水剩余浊度0.67NTU，TOC去除率为77.9%，总磷去除率为85.1%；此时的出水pH为6.74，不需进行后续处理。通过Zeta电位分析得出PZS、PZC混凝剂处理模拟生活污水的主要混凝机理为电中和原理。PZS产生的絮体最大尺寸可达到1680μm，PZC生成的最大絮体尺寸可达到1600μm且量种混凝生成的絮体都具有较高的强度因子和恢复因子。
　　（2）研究了氧氯化锆混凝剂（ZOC）对模拟污水厂二级出水、含油废水、含氟废水、含镉废水、染料废水、地表水等的处理效果。其中混凝效果较好的有含氟废水、染料废水和地表水。对含氟废水在初始pH为6时，可达到65%的氟去除率；对染料废水（亚甲基蓝）的去除率最高可达到92%；对地表水的处理后剩余浊度为1.5NTU，UV254去除率接近70%。对其他水样混凝效果较差，其中ZOC虽对二级出水的浊度的去除率达90%，但对UV254的去除率仅30%左右；对含油废水的去除效率虽接近65%，但形成的絮体不易沉降，需要进一步处理；对含镉废水的去除效率较差，最高只为25%左右。
　　（3）研究了将ZOC与其他混凝剂复配使用的方案，以解决ZOC处理二级出水、含油（4）废水、含镉废水时存在的问题。将ZOC与壳聚糖（CTS）混凝剂进行复配使用以提升对油的去除率，其最佳复配比ZOC/CTS=1∶1，最佳投量（以Zr计）为2mg/L，最佳初始pH为6，ZOC/CTS的除油率相对于ZOC提升了近50%。,复配产生的絮体最大尺寸是单独使用ZOC絮体尺寸的3倍。将ZOC/CTS用于处理二级出水，其最佳复配比为ZOC/CTS=1∶2，使用后UV254去除率相对于单独使用ZOC提升了55%、相对于单独使用CTS提升了25%；同时ZOC混凝剂的抗温性较差，低温混凝效果较低，而ZOC/CTS的抗温性较强，在低温时其混凝效果基本无变化。对于含镉废水，采用了ZOC混凝剂与PAC混凝剂进行复配的方案。最佳复配比例为Al∶Zr=1∶4，最佳的镉去除率可达到70%。考察了不同初始pH对混凝效果的影响，发现当初始pH越大，对镉的去除效率最好。复配产生的絮体最大尺寸可达到1200μm，且强度因子最大。