本发明涉及陶瓷膜分离工艺高效吸附分离实际重金属废水中的低浓度、高毒性重金属，该方法控制体系操作条件及pH，利用陶瓷膜过滤循环体系将低浓度、高毒性重金属废水进行连续地分离，结合洗脱操作，获得高纯度MOFs溶液和某种重金属溶液，干燥结晶后，得到分离的MOFs吸附剂或某种重金属，可实现连续操作，属于多组分工业纯或试剂纯产品溶液或实际工业重金属废水的分离回收技术领域。
背景技术：
冶金、染料、制革、电镀、电池等诸多工业过程均涉及大量含重金属的工业废水排放问题，对环境造成重大污染，重金属污染物积累到一定程度会对接触的水体、植物、动物系统产生严重危害，同时，通过食物链极度危害人类自身的健康。典型的重金属有镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、镍(Ni)等。镉在人体内形成镉硫蛋白，中毒的“靶器官”是肾，使骨骼代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形等，引起“骨痛病”。铅，对儿童毒性大，研究证实，血铅水平在10 μg·L-1时，已能对儿童的智能发育、体格生长、学习能力和听力产生不利影响。美国CDC(国家疾病控制中心)规定(1982)：血铅水平≥100 μg·L-1，即为“儿童铅中毒”。铜被美国EPA定为优先治理的污染物之一，主要损伤红细胞引起溶血和贫血。镍引发癌变，重度中毒出现化学性肺炎和肺水肿，可伴随昏迷及心、肝损害。
重金属污染已成为关系到人类健康和生命的重大环境问题，处理重金属废水，减少和避免环境污染已成为研究热点。重金属废水的处理方法主要有化学沉淀、离子交换、电化学、吸附、膜法等。其中，吸附法较为常用，但存在吸附容量低、易污染、抗氧化性或生物稳定性差(生物吸附)、难再生、成本高等缺点；膜法因化学品消耗少、占地面积小、有选择性去除重金属离子的潜力而颇具优势，但膜污染使得膜寿命短、通量低，维护和操作费用变高，使用受限。
对此，本工艺创造性的结合吸附容量高、易于再生的新型功能化MOFs吸附剂，利用陶瓷膜技术真正实现低浓度、高毒害重金属废水中重金属的高效分离和回收，适用范围广，可操作性强。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新型资源化处理重金属废水的技术，利用MOFs吸附剂高效地吸附低浓度、高毒性重金属废水中重金属，利用陶瓷膜分离回收获得重金属，实现本发明的技术解决方案是，控制操作条件及pH，利用陶瓷膜过滤循环体系将低浓度、高毒性重金属废水进行连续地分离，结合洗脱过滤获得MOFs和某种重金属溶液，干燥结晶后，得到分离的重金属产品，可实现连续操作，属于多组分工业纯或试剂纯产品溶液或工业废水的分离回收技术领域。通过纯物理方法得到分离的重金属。包括以下步骤：
① 为了提高吸附效果，加快吸附进程，利用氨基功能化MOFs做新型吸附剂，并置于陶瓷膜设备中进行动态吸附废水中的重金属。实际操作中，通过调节操作条件和pH加以控制，从而获得高吸附效果；
② 选用合适的陶瓷膜，是实现高截留率分离的关键，根据分离要求确定膜后，装入陶瓷膜过滤循环体系，连续不断地分离重金属废水，将得到的不含重金属的渗透液移出体系，截留液将逐渐被浓缩；
③ 对浓缩液进行解吸附洗脱操作，洗脱液根据需要进行选择，可选择稀释的重金属离子溶液、自来水或纯水，控制操作条件确保在高通量下将截留液洗涤为高纯度的MOFs溶液；
④ 洗脱过程的洗出液为目标重金属离子溶液，该目标重金属离子溶液可以是一种重金属溶液，也可以是任何实际的含2种及以上重金属溶液；对于组分数多的重金属溶液，需要通过调控pH将多种重金属离子分别洗脱分离，分别获得对应的某一种重金属离子溶液；
⑤ MOFs溶液可进入陶瓷膜过滤循环体系循环用于重金属的连续吸附，或干燥结晶后获得可再利用的MOFs吸附剂；
⑥ 重金属离子溶液可循环用于洗脱过程，或进行重金属回收，直接获得资源化的重金属产品。
本发明提供的低浓度、高毒性重金属的分离方法具有以下几个特点：
1、该方法可高效回收低浓度、高毒性重金属废水中的重金属组分，产生较高的经济效益；同时，获得不含重金属的渗透出水，实现水资源再生循环；
2、本发明充分考虑研究MOFs吸附剂的绿色合成、回收和再生利用，以降低MOFs纳米晶材料进入生态系统的风险。
3、该方法是一种纯物理分离技术，提供的变操作条件和变pH工艺，易于实现，可以高通量实现重金属的吸附和分离；
4、本发明既适用于实验室多组分工业纯或试剂纯产品溶液中重金属的分离，也适用于分离回收实际工业重金属废水中的重金属组分；
5、接触物料的设备选用常规的耐腐蚀材料，或塑料，整个流程只需控制阀门即可实现，易于工业化。
附图说明
图1为功能化MOFs-陶瓷膜高效分离低浓度高毒害重金属废水的工艺流程。 下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
电镀工业废水中含低浓度、高毒性混合重金属铜(Cu)、镍(Ni)，浓度分别为25mg·L-1和20mg·L-1，氨基功能化MOFs含量1g·L-1，控制压力0.1MPa，温度20℃，陶瓷膜孔径200nm，错流速度4m·s-1，渗透液量600L·m-2·h-1，pH=3~6，MOFs的截留率100%，铜和镍离子去除率均达到100%，MOFs对铜和镍离子的吸附量均高达60mg·g-1。吸附后调节pH至中性范围内，MOFs被100%截留，但铜离子从MOFs吸附剂上脱附进入溶液中，用纯水洗脱，得到铜离子溶液和Ni-MOFs溶液，然后，调节pH至碱性范围，得到镍离子溶液和MOFs溶液，通过提取分别获得重金属产品铜、镍，收率90%，同时获得MOFs，可再循环利用。
实施例2：
硝酸铅的分析纯重金属离子溶液中，浓度为30mg·L-1，pH=7~8，氨基功能化MOFs含量0.1g·L-1，陶瓷膜孔径50nm，控制压力0.15MPa，温度40℃，错流速度6m·s-1，渗透通量770L·m-2·h-1，MOFs的截留率100%，铅离子去除率接近100%，MOFs对铅离子的吸附量高达300mg·g-1。吸附后调节pH至酸性范围，MOFs的截留率仍为100%，但铅离子从MOFs吸附剂上脱附进入溶液中，用纯水洗脱，得到铅离子溶液和MOFs溶液，降温结晶，产品铅盐的纯度99%，收率90%，获得的MOFs可再循环利用。
实施例3：
含重金属镉的工业废水，浓度为1.1μg·L-1，氨基功能化MOFs含量0.001g·L-1，控制压力0.2MPa，温度60℃，陶瓷膜孔径20nm，错流速度2m·s-1，渗透液量300L·m-2·h-1，pH=5~6，MOFs的截留率100%，镉离子去除率达到100%，MOFs对镉离子的吸附量高达30mg·g-1。吸附后调节pH至中性范围，MOFs仍100%截留，但镉离子从MOFs吸附剂上脱附进入溶液中，用纯水洗脱，得到镉离子溶液和MOFs溶液，通过提取获得重金属产品镉，收率90%，同时获得MOFs，可再循环利用。