本發(fā)明涉及廢水處理領域，具體的涉及一種電鍍廢水的高效環(huán)保處理方法。
背景技術：
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電鍍工藝是利用電化學方法對金屬以及非金屬表面進行裝飾、防護以及獲新的性能的一種工藝過程，是當下許多工業(yè)部門不可或缺的工藝環(huán)節(jié)。隨著電鍍、汽車、建筑工業(yè)的發(fā)展和人們對生活需求的不斷提高，我國電鍍行業(yè)臨著重大的發(fā)展機遇。電鍍過程由于使用了大量重金屬溶液以及有毒有害，所以隨之也帶來了大量污染。在各種污染源中電鍍廢水以其毒性大，排放量大，難治理尤其值得關注。
綜合電鍍廢水成分十分復雜，除了含氰廢水和酸堿廢水外，還含有鉻、鎳、鎘，銅、鋅等重金屬污染物。電鍍廢水中還含有相當數量的添加劑、光亮劑等有機化合物。這些化學物質進入環(huán)境，必然會對人類健康以及環(huán)境造成極其嚴重的危害。目前，電鍍廢水常規(guī)處理方法有化學沉淀法、氧化還原法和離子交換法等，但這些方法處理程度有限，能滿足需要的只有納濾、反滲透膜法，目前膜分離法處理電鍍污水以雙膜法MF+RO最為主流。但RO膜易受到各種污染因素的影響，且RO膜對于進水要求高，所以限制了整個膜系統(tǒng)處理回用電鍍廢水的效率，至多只能達到50-65％。而納濾是近幾年發(fā)展較快的一項膜技術。其具有篩分效應和Donnan電荷效應的分離特性，這使得納濾膜對于二價或高價離子截留效果更好，加之其較強的抗污染性，因此在RO膜系統(tǒng)處理的基礎上能應用膜深度濃縮電鍍廢水，提高整個系統(tǒng)的回用率，具有一定的優(yōu)勢。
技術實現要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種電鍍廢水的高效環(huán)保處理方法，該方法采用化學處理與膜法分離相結合，能有效除去廢水中的重金屬離子以及其它有害物質，節(jié)能環(huán)保。
為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
一種電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合30-70min，靜置沉淀10-20h，上清液注入吸附池中，加入活性炭，攪拌吸附3-6h，靜置沉淀5-15h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用；
所述納濾膜組件采用超分子聚合物納濾膜，其是以堿改性的聚丙烯腈超濾膜為基膜，通過超分子聚合物與共價型陽離子聚電解質層層自組裝制備而成；其中，超分子聚合物由過渡金屬離子與雙白屈草酸配體配位形成。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1：(0.5-1)：(0.35-0.8)，其添加量為0.25-1.0g/L。
優(yōu)選地，所述活性炭的添加量為1.5-2g/L。
優(yōu)選地，所述微濾膜的孔徑大小為0.1-0.6μm。
優(yōu)選地，所述共價型陽離子聚電解質為聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚烯丙基氯化銨、聚N,N-二甲基二烯丙基氯化銨、殼聚糖中的一種。
優(yōu)選地，所述超分子聚合物納濾膜的制備方法包括以下步驟：
a)配制質量濃度為0.25-0.55％共價型陽離子聚電解質溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5；
b)分別配制濃度為1-5mmol/L的過渡金屬離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的共價型陽離子聚電解質溶液，加壓，組裝時間為10-25min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為30-80min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面2-8min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
優(yōu)選地，步驟b)中，所述超分子聚合物溶液中，過渡金屬離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為(3-1)：(1.5-3.5)。
優(yōu)選地，所述過渡金屬離子為鋅離子、銅離子、鈷離子、亞鐵離子、鐵離子、鑭離子中的一種。
優(yōu)選地，所述納濾膜組件的截留分子量小于7萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：0.5-1.0MPa。
優(yōu)選地，步驟d)中，添加有無機鹽的共價型陽離子聚電解質溶液中，無機鹽的濃度為0.1-0.35M。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明采用化學沉淀處理法、物理吸附法和膜分離法相結合的方式來處理電鍍廢水，效率高，操作簡單，成本低；且化學試劑以及物理吸附劑用量少，對水體無二次污染；
另一方面，本發(fā)明采用超分子聚合物納濾膜來處理重金屬廢水，其選擇性好，通量大，抗污染性能優(yōu)異，可重復利用，節(jié)能環(huán)保。
具體實施方式：
為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構成任何的限定。
實施例1
一種Zn2+濃度為12mg/L的電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合30min，靜置沉淀10h，上清液注入吸附池中，加入1.5g/L的活性炭，攪拌吸附3h，靜置沉淀5h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜，其孔徑為0.1μm，其中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1：0.5：0.35，其添加量為0.25g/L。；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用，其中，納濾膜組件的截留分子量3萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：0.5MPa，納濾膜組件采用超分子聚合物超濾膜，其制備方法為：
a)配制質量濃度為0.25％聚乙烯亞胺溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5，其中無機鹽的濃度為0.1M；
b)分別配制濃度為1mmol/L的鋅離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置，其中，鋅離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為1：1.5；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的聚乙烯亞胺溶液，加壓，組裝時間為10min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為30min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面2min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
經處理后，出水中的Zn2+濃度為0.005mg/L，重金屬離子的截留率為99.96％。
實施例2
一種Cu2+濃度為70mg/L的電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合70min，靜置沉淀20h，上清液注入吸附池中，加入2g/L的活性炭，攪拌吸附6h，靜置沉淀15h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜，其孔徑為0.6μm，其中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1：1：0.8，其添加量為1.0g/L。；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用，其中，納濾膜組件的截留分子量4萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：1.0MPa，納濾膜組件采用超分子聚合物超濾膜，其制備方法為：
a)配制質量濃度為0.55％聚乙烯胺溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5，其中無機鹽的濃度為0.35M；
b)分別配制濃度為5mmol/L的銅離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置，其中，銅離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為3：1.5；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的聚乙烯胺溶液，加壓，組裝時間為25min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為80min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面8min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
經處理后，出水中的Cu2+濃度為0.035mg/L，重金屬離子的截留率為99.95％。
實施例3
一種Cr3+濃度為20mg/L的電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合40min，靜置沉淀13h，上清液注入吸附池中，加入1.65g/L的活性炭，攪拌吸附4h，靜置沉淀7h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜，其孔徑為0.2μm，其中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1:0.7：0.45，其添加量為0.45g/L。；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用，其中，納濾膜組件的截留分子量3萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：0.6MPa，納濾膜組件采用超分子聚合物超濾膜，其制備方法為：
a)配制質量濃度為0.35％聚烯丙基氯化銨溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5，其中無機鹽的濃度為0.2M；
b)分別配制濃度為2mmol/L的鈷離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置，其中，鈷離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為2：1.5；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的聚烯丙基氯化銨溶液，加壓，組裝時間為15min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為40min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面4min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
經處理后，出水中的Cr3+濃度為0.01mg/L，重金屬離子的截留率為99.95％。
實施例4
一種Fe3+濃度為40mg/L的電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合50min，靜置沉淀16h，上清液注入吸附池中，加入1.75g/L的活性炭，攪拌吸附5h，靜置沉淀9h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜，其孔徑為0.3μm，其中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1:0.7：0.65，其添加量為0.65g/L。；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用，其中，納濾膜組件的截留分子量2萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：0.7MPa，納濾膜組件采用超分子聚合物超濾膜，其制備方法為：
a)配制質量濃度為0.45％聚烯丙基氯化銨溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5，其中無機鹽的濃度為0.25M；
b)分別配制濃度為3mmol/L的亞鐵離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置，其中，亞鐵離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為1：3.5；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的聚烯丙基氯化銨溶液，加壓，組裝時間為20min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為50min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面6min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
經處理后，出水中的Fe3+濃度為0.035mg/L，重金屬離子的截留率為99.91％。
實施例5
一種Pb2+濃度為50mg/L的電鍍廢水的高效處理方法，包括以下步驟：
(1)過濾電鍍廢水中的不溶性固體雜質，得到濾液；
(2)將濾液注入到沉淀池中，加入絮凝劑，攪拌混合60min，靜置沉淀18h，上清液注入吸附池中，加入1.8g/L的活性炭，攪拌吸附5h，靜置沉淀13h，上清液注入浸沒式膜過濾裝置過濾，過濾裝置的微濾膜采用浸沒式聚砜微濾膜，其孔徑為0.5μm，其中，所述絮凝劑為聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為：1:0.7：0.7，其添加量為0.85g/L。；
(3)將經步驟(2)過濾得到的濾液用納濾膜組件進行濃縮分離，經過納濾膜組件過濾的水即可直接回用，其中，納濾膜組件的截留分子量5萬，濃縮處理廢水時的操作壓力為：0.8MPa，納濾膜組件采用超分子聚合物超濾膜，其制備方法為：
a)配制質量濃度為0.5％聚N,N-二甲基二烯丙基氯化銨溶液，加入無機鹽，攪拌均勻，調節(jié)溶液的pH為3.5-3.5，其中無機鹽的濃度為0.32M；
b)分別配制濃度為4mmol/L的鐵離子溶液和雙白屈草酸配體溶液，用緩沖溶液調節(jié)兩種溶液的pH為5.5-7.2，然后將兩種溶液混合，得到超分子聚合物溶液，放置，其中，鐵離子與雙白屈草酸配體的摩爾比為2：3.5；
c)將堿改性后的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上；
d)向帶有支撐層的容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的聚N,N-二甲基二烯丙基氯化銨溶液，加壓，組裝時間為20min；
e)用去離子水清洗步驟d)中處理后的膜的表面，并向清洗后的膜表面加入步驟b)制得的超分子聚合物溶液，組裝時間為70min；
f)用去離子水清洗步驟e)所得的膜表面7min；
g)將清洗后的膜放置90-95℃烘箱中處理2-5min，得到第一個組裝層；
h)重復步驟d)-f)多次至所需雙層數，得到超分子聚合物納濾膜。
經處理后，出水中的Pb2+濃度為0.03mg/L，重金屬離子的截留率為99.94％。