沸石是以硅铝酸盐为主的一类矿物的总称，主要含Na和Ca以及少数的Sr、Ba、K、Mg等金属离子。其具有价廉、环境友好和高性能的特点，被广泛用作催化剂、吸附剂、离子交换剂和改良剂，在污水处理方面得到广泛的应用。特别是在近年来水污染日益严重的情况下，利用沸石替代传统的活性炭吸附工艺，可有效节约污水处理成本。其实早在20世纪70年代初，日本就开始实施采用“沸石过滤法”处理生活污水，不仅如此他们还将沸石岩粉与羟甲基纤维素、水玻璃等黏合剂一起加热发泡制备成多孔状水质净化剂。目前，沸石常用于去除污水中氨氮、有机物、金属离子等，作用机理主要是吸附作用和离子交换作用，这2种作用可同时发生或单独发生，与污染物的特性有关。
利用沸石的离子交换性能，可有效地去除水体中的氨氮，并且沸石再生容易，只需用NaCl洗脱即可，因此是一种经济可行的方法。
沸石对氨氮的去除机理为对非离子氨的吸附作用和对离子氨的离子交换作用，通常认为对非离子氨的吸附作用要强于离子交换作用。因为氨是极性分子，而沸石的表面带负电，因此其对氨具有较强的吸附作用。 世界各地已发现多种沸石类矿物，包括斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、辉沸石、方沸石、钾沸石、钠红沸石、针沸石等，其中斜发沸石是全球含量最丰富的天然沸石。以斜发沸石为例，其对阳离子交换的顺序为：Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Na+＞Li+＞Sr2+=Ba2+＞Ca2+＞Fe3+＞Al3+＞Mg2+。在上述各种阳离子共存的溶液中，除Cs+、Rb+、K+外，优先吸附的是NH4+，可见斜发沸石对NH4+有较强的吸附作用。值得一提的是，沸石投加量、溶液中氨氮浓度、与沸石的接触时间、溶液的温度及pH等是影响沸石除去氨氮的主要原因。
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天然沸石对废水中的氨氮有较好的吸附去除能力，随着时间的变化，氨氮去除速率由快转为缓慢并最终达到吸附平衡；
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氨氮去除率随着沸石投量的增大而提高且基本不受温度的影响；
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天然沸石对废水中氨氮的去除在碱性条件下更有利，其吸附氨氮过程的最适pH为7～8;
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沸石对氨氮吸附容量与比表面积和总孔体积的大小呈正相关关系;
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沸石的投加量越大，其去除氨氮的效率越高，而沸石对氨氮的吸附容量随着沸石投加量的改变则与之相反。
现如今，随着有机工业、精细化工和高分子工业的迅速发展，水中有机污染物愈发复杂繁多。
沸石能够去除废水中的有机污染物是因为其吸附能力主要由有机物分子的极性和大小所决定。其中，极性分子较非极性分子更易被沸石吸附；而随着分子直径的增大，被吸附进入孔穴的机会逐渐减小。二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，三溴甲烷等都是极性小分子或较小分子的有机物，属于沸石容易吸附的类型。有研究表明，活化沸石对某配制水中的COD平均去除率为56%左右。活性炭对水体中非极性溶解度小的致色有机物的去除效果较好，但对极性强、溶解度较大、分子量较小的溶解性有机物吸附能力较弱。因此，将活性炭与天然沸石配合使用能充分发挥各自的优点，起到互补的作用。 
沸石本身的结构特征和配位键不平衡，决定了沸石能够作为阳离子交换剂使用。
将天然沸石用食盐水改性处理后完全可以作为硬水软化的离子交换剂。沸石中的 Ca2+、Mg2+等二价离子被Na+还原置换后，由于小离子 Na+通过沸石内部通道时，空间位阻小，比较容易进入通道，并向通道内扩散，且内扩散速度较快，这就使沸石具有更大的离子交换能力和软化硬水的功能。沸石不仅能去除水中的Ni2+、Co2+、Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子，并且也能同时去除油类和其他有机物。Cd、Hg、Pb 等重金属离子是水环境中的重要污染物，对人体及环境生态有巨大的风险。其去除方法有活性炭吸附法、溶剂萃取法和离子交换法等。然而天然沸石是去除 Cd、Hg、Pb 等重金属离子的一种新兴的廉价离子交换剂。用丝光沸石和斜发沸石去除Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+和 Hg2+等的效果较佳。特别是用NaOH、HCl 和 NaCl处理过的活化沸石，其吸附交换性能可显著提高。值得一提的是，用沸石吸附交换下来的重金属离子，还可浓缩回收，沸石经再生处理也可循环使用。
高氟水是指水体中氟元素含量超出1.0mg/L。氟属于一种非金属元素，其化学性质较为活泼，其并不能以单体元素的形式稳定的存在于自然环境中，水体中所含氟主要是氟化合物，氟以离子状态存在。
在对含氟水体进行净化处理时，传统的混凝沉淀法（投药法）、滤层吸附法和电化学法在具体落实中存在局限性问题，难以形成范围性的推广。利用沸石除氟是可行的，但必须先对天然沸石进行活化处理，提高性能。这是因为天然沸石其本身的除氟能力甚低，它只靠沸石含有的Al3+起吸附作用。当天然沸石经一系列物理化学方法的预处理活化后，其对氟离子具有高选择交换性能，吸附氟后的沸石可再生，并可反复使用。沸石除氟有很多优点，既可有效地去除含氟量不同的原水中的氟，使处理后的水澄清、透明，处理成本低，装置简单，管理方便，再生简易，而且处理后水的含氟量可达到国家饮用水标准。
沸石对某些放射性元素如137Cs、90Sr、60Co等有很好的吸附能力，并且沸石本身不受辐射的影响。因此，可用沸石作为吸附剂和离子交换剂来处理放射性污染物。
与有机离子交换树脂相比，天然沸石更具优越性，例如其能够抵抗由电离辐射作用引起的树脂降解等。中国原子能研究所用国产天然丝光沸石处理放射性废水，结果表明，沸石对废水中主要的放射性核素有较大的交换容量和良好的净化效果。与有机交换树脂相比，沸石净化系数高、处理量大、费用低。同时，沸石还可用于长期贮存长寿命的放射性同位素，通过将沸石干燥并且密封在一个容器里，在高温下，吸附放射性同位素，再将沸石玻璃化从而降低浸沥速率。
尽管天然沸石具有很多优点，但在实际应用过程中，尤其是水处理行业，仍存在应用效果不理想、不能针对性去除目标污染物等问题。
因此，为充分发挥沸石的结构特点和物化性能，需要对天然沸石进行改性。如利用沸石除氟、去除有机污染物等情况。改性后的沸石，硅铝比发生改变，并且明显增大了其孔隙率，提升了表面活性，从而明显提升沸石的吸附性能以及离子交换性能，进而进一步提升天然沸石吸附水体污染物质的能力。在污水处理领域，常常依据其性能的不同，运用在预处理工艺、强化混凝沉淀工艺、强化过滤工艺、污泥工艺以及膜处理工艺中。 目前高温改性、酸改性、碱改性、盐改性和复合改性等是沸石改性的主要常用方法。
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