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在国家高技术研究发展计划(863计划)“再生水补给地下水的预处理-SAT系统及水质安全评价技术”的支持下，开展了再生水同灌地下水的实验研究，其中对再生水的深度处理是该项目的主要内容之一。该项目以城市污水处理厂二级生化出水作为再生水，将其深度处理后以地表漫灌的方式进行同灌，以达到防止海水入侵、地面沉降、补给地下水等目的，是贯彻可持续发展的重要措施。
再生水在同灌地下水之前要经过一定的深度处理，达到相关标准的限值才可以进行回灌。由于城市污水处理厂二级生化出水中氨氮的浓度不能达到《城市污水再生利用地下水回灌水质GB/T19772-2005》中地表漫灌回灌水质中氨氮限值(1mg/L)，而且已有的传统污水深度处理系统对氨氮的去除效果并不明显，为了减轻后续SAT系统负荷，本论文在前期实验的基础上，重点处理城市污水处理厂二级出水中残留的氨氮。旨在通过实验室静态实验和动态模拟实验，系统地研究改性斜发沸石对氨氮的去除效果、去除规律及其再生方法的确定，并将其应用于废水中氨氮的去除，为野外实验基地工作的顺利开展提供指导和实验依据。
通过静态实验，首先研究了天然斜发沸石的改性方法；其次研究了pH值、温度、氨氮初始浓度、钾钙镁等竞争性阳离子对改性斜发沸石吸附氨氮的影响；进行了吸附铵饱和沸石的再生实验。通过小型模拟实验，研究了改性斜发沸石对模拟废水和实际废水中氨氮的去除效果。通过一系列实验，得到如下重要结论：
1、选取焙烧改性、微波改性、NaCl改性及微波协同NaCl改性这四种常见的沸石改性方案，确定适用于城市污水处理厂二级出水氨氮去除的斜发沸石改性方案。通过实验研究得出结论：焙烧改性后的改性产物对氨氮处理效果差，当焙烧温度高于200℃，沸石晶体结构被破坏；微波改性和NaCl改性的产物对氨氮有一定的处理效果；微波协同NaCl改性后得到的改性斜发沸石对氨氮处理效果最好，去除率高达96.65％，比天然沸石提高了27.69％，且沸石氨氮吸附饱和量较其它改性方法明显提高，比天然斜发沸石提高了22.51％。
2、实验对微波协同NaCl改性的工艺参数进行深入研究，探讨沸石粒径、微波时间、NaCl浓度、固液比、改性温度、改性时长等对改性斜发沸石吸附性能的影响。实验得出，沸石粒径、NaCl浓度和微波时长对改性斜发沸石吸附性能的影响较大。沸石粒径较大，从而水头损失较小，交换容量较天然斜发沸石有较显著提高，解决了交换容量与水头损失的矛盾问题；NaCl浓度直接影响斜发沸石内孔结构的改变，从而影响改性产物的吸附性能；微波加热能够在短时间内对斜发沸石内部分子进行加热，疏通孔道，使其失去层间水和结合水，但微波时间过长，斜发沸石晶体结构破坏，从而影响其对氨氮的处理效果。微波协同NaCl改性的最佳条件是：选用10～20目天然斜发沸石，在微波功率为800W下微波辐射6min后再用NaCl改性，其中NaCl浓度为1mol/L，固液比为1：8，改性温度为50℃，振荡速率为120r/min，改性时长为4h。
3、实验将上述实验研发的改性斜发沸石应用于模拟废水处理，研究废水特性对改性斜发沸石处理氨氮的影响。实验得出，改性斜发沸石适宜处理浓度范围为5～20mg/L的低浓度含氨废水，这与本文处理的城市污水处理厂二级生化出水中氨氮的限值相吻合；改性斜发沸石对废水的pH值要求不高，承受的pH值范围较广；改性斜发沸石对氨氮的去除效果受季节的影响不大，温度在5℃时，对氨氮仍有80％以上的去除率；水体中存在的钾、钙、镁等阳离子对改性斜发沸石吸附氨氮有一定的抑制作用，从实验结果可以看出，钾、钙、镁三种离子对改性斜发沸石吸附NH4+抑制作用的强弱顺序为：K+＞Ca2+＞Mg2+。
4、实验进行了饱和斜发沸石的再生研究。经过再生，使饱和斜发沸石恢复吸附性能，从而达到重复使用的目的。通过静态再生实验，确定了再生液的种类与再生液的浓度，即体积比为1：2的15％NaCl及2.5％NaOH的混合溶液；通过动态再生实验，确定了再生方式与再生流速，即采用逆流再生方式且流速控制在7.5ml/min时，再生效果稳定，再生率达到92.48％。
5、实验通过动态离子交换吸附柱处理不同种类实际废水，研究了改性斜发沸石对实际废水中氨氮的去除效果。实验得出，改性斜发沸石离子交换柱对郑州实验现场贾鲁河河水的处理效果明显，出水氨氮浓度接近1mg/L，去除率达到80％以上，基本达到《城市污水再生利用地下水同灌水质GB/r19772-2005》中回灌水质中氨氮限值(1mg/L)；改性斜发沸石离子交换吸附柱对城市污水处理厂二级生化出水中的氨氮(浓度调节到8～15mg/L)也有显著效果，去除率达到90％以上，且随运行时间的增加没有明显降低，处理后氨氮浓度均低于《城市污水再生利用地下水回灌水质GB/T19772-2005》中同灌水质中氨氮限值(1mg/L)。
6、实验研究了微波协同NaCl改性提高斜发沸石吸附性能的机理：通过XRD分析得出，改性前后沸石的衍射峰未发生改变，且斜发沸石的特征衍射峰处存在极为明显的衍射峰，这充分说明天然斜发沸石经改性后，其晶体结构并没有发生变化；新衍射峰的出现说明改性剂中的Na+成功置换了沸石孔道中原有的半径较大的阳离子，使其有效孔径变大，起到疏通孔道的作用，提高了沸石对氨氮去除效率和反应速率。