近年来,我国的水体污染物中,氨氮造成的影响已经超过化学耗氧量(COD)成为影响地表水环境质量的首要指标。氨氮最主要来源是工业废水,其典型特征是具有较高的温度。但目前的氨氮处理技术多为降至常温再处理后排放,缺乏余热回收的节能技术。本文首先研究了天然沸石、4A分子筛、活性炭和粉煤灰对模拟高温氨氮废水的处理效果,发现模拟废水温度从室温升到80℃时天然沸石对氨氮的吸附存在强化机制,与活性炭、粉煤灰等其他吸附剂相比具有更好的吸附效果。随后在考察多种影响因素的基础上确定天然沸石吸附氨氮的最佳操作工艺。通过微波加热、水浴加热、常温搅拌三种改性工艺在不同改性溶液中对天然沸石进行改性,确定了NaCl+微波加热的天然沸石改性工艺,将其对氨氮的吸附量提升了50%以上,SEM和XRD等分析测试表征了改性沸石相对于天然沸石主要的变化是沸石骨架上可交换阳离子的钠化和内部孔道的疏通。考察了沸石的氨氮脱附和化学再生,设计了实验室沸石吸附氨氮的装置,可连续进行氨氮废水处理和循环洗脱再生,并设计吸附过程中产生的废液、废料的资源化利用和热能回收技术的方案。本文从热力学和动力学层面探讨了天然及改性的沸石的吸附机理。研究表明,沸石的等温吸附模型更符合基于多层吸附的Freundlich经验模型,且NH4+的离子交换是不完全交换过程：通过对热力学参数的计算,沸石吸附氨氮的整体过程是自发吸热熵增过程,升温有利于吸附。沸石动力学进程更符合基于电子交换的准二级动力学模型,并且是复杂非均相的传质扩散过程,改性前后的沸石在扩散速率上有明显提升；深入分析离子在沸石上吸附的控制步骤表明在前期的快速吸附阶段,颗粒内扩散起主导作用,随着吸附的缓慢进行,液膜扩散的控制作用越来越明显。