我国北方大部分农村地区将地下水作为重要的饮用水水源,随着工农业的快速发展和人们生活水平的不断提高,大量富含氮素的化肥、生活污水和工业废水不合理的处置和排放,造成地下水中氨氮和硝酸盐氮的污染日益严重。如果受氨氮和硝酸盐氮污染的地下水以直接或间接的方式进入人体,会增加饮用者的患病和致癌风险。目前,我国净水厂普遍采用常规处理工艺,该工艺对氨氮和硝酸盐氮的去除能力较差,使出水水质难以满足生活饮用水卫生标准《GB5749-2006》的要求。本研究利用多功能高分子材料壳聚糖对硝酸盐氮的吸附作用,同时利用沸石分子筛对氨氮的离子交换作用,将两者进行结合,形成集吸附作用、离子交换作用为一体的壳聚糖改性沸石分子筛(简称CTS-Z)新型水处理材料,提高工艺在低温条件下对水中氨氮和硝酸盐氮的处理效能,可应用于传统滤池的工艺改造,达到单级工艺在低温、高污染负荷条件下同时处理水中氨氮和硝酸盐氮等多种污染物的效果。当壳聚糖改性沸石分子筛吸附氨氮和硝酸盐氮达到吸附饱和后,从经济和实际应用方面考虑,对其进行再生研究。本论文的主要研究内容包含以下四个方面。氨氮饱和壳聚糖改性沸石分子筛再生方法的选择及优化研究:针对吸附氨氮饱和的复合颗粒,采用不同的再生方法对其进行再生,最后通过对再生剂浓度的优化、再生时间的优化、再生pH值的优化、再生温度的优化,得到氨氮饱和壳聚糖改性沸石分子筛的最佳再生条件。最佳的再生方法为:最佳再生剂为阳离子浓度为0.4mol/L的NaCl溶液,再生时间为24h,再生pH值为7,再生温度为30℃。硝酸盐氮饱和壳聚糖改性沸石分子筛再生方法的选择及优化研究:针对硝酸盐氮吸附饱和的复合颗粒,采用不同的再生方法对其进行再生,最后通过对再生剂浓度的优化、再生时间的优化、再生pH值的优化、再生温度的优化,得到硝酸盐氮饱和壳聚糖改性沸石分子筛的最佳再生条件。最佳的再生方法为:最佳再生剂为阳离子浓度为0.8mol/L的Na2CO3溶液,再生时间为24h,再生pH值为7,再生温度为30℃。氨氮与硝酸盐氮共同饱和CTS-Z再生方案的优化研究:考察再生剂投加顺序对再生效果的影响,得出再生剂的最佳投加顺序为先进行Na2CO3再生,然后进行NaCl再生。通过响应面试验设计得出最佳再生剂浓度的匹配方案,结果表明,响应面模型算出再生剂最佳方案为:Na2CO3溶液阳离子总摩尔浓度为0.7mol/L,NaCl溶液阳离子总摩尔浓度为0.34mol/L,模型预测对氨氮和硝酸盐氮的的去除率分别为72.57%和29.79%,最后对实验参数进行优化验证,得出模型预测值与试验值的相对误差分别为0.512%和0.642%。壳聚糖改性沸石分子筛再生机理研究:通过吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学对再生机理进行研究,结果表明再生后的壳聚糖改性沸石分子筛对氨氮和硝酸盐氮的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程为化学吸附;吸附和Langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线模型拟合较好;吸附反应为吸热熵增的过程。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、比表面积分析(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析复合颗粒再生前后物化特性,从而分析再生前后壳聚糖改性沸石分子筛的再生机理。结果表明吸附氨氮和硝酸盐氮的CTS-Z表面出现大面积杂质,再生后能够部分恢复凹凸不平的网状结构,再生前后吸附颗粒主要元素为Si、Al和O元素,孔径和孔容积也有一定程度增大,再生前后复合颗粒仍然呈硅铝氧骨架。壳聚糖改性沸石分子筛吸附颗粒再生性能及机理研究成果,通过再生研究,解决了净水厂更换滤料成本,达到多次重复使用的目的,不仅具有科研价值,同时在净水厂的提标改造中具有较高的实际应用前景。