[发明专利]氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法及污水资源化处理方法

说明书

本发明提供了一种氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法及污水资源化处理方法，所述氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法包括以下步骤：选取孔径为0.01~0.2μm的陶瓷膜作为基底膜；在四硼酸钠溶液中加入氧化石墨烯，制备得到氧化石墨烯分散液；将氧化石墨烯分散液，在所述陶瓷膜表面形成氧化石墨烯功能层；加热干燥，使得基底膜与氧化石墨烯功能层牢固连接，并使得所述氧化石墨烯片之间相互牢固连接。采用本发明的技术方案，得到的氧化石墨烯陶瓷复合膜可以实现对污水中的有机物和无机盐的选择性分离，并进一步结合浓缩、蒸发、生物处理等工艺可以实现污水资源化利用。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法及污水资源化处理方法。

背景技术

随着我国的经济发展和社会进步，我国的城市化和工业化水平不断提高。在城市化和工业化发展过程中，水资源的重要性日渐体现出来。而工业污水由于其浓度高、成分复杂等原因导致处理难度大，一直是污水处理领域当中的重点研究对象。工业污水一方面由于存在着大量难降解有机物，造成其可生化性较差，经过传统生物工艺处理过的工业污水往往仍具有较高的有机物浓度，需要进行深度处理。而另一方面，许多工业污水含有大量的无机盐，直接进入生物反应器会造成微生物生存环境差，从而无法有效利用生物处理工艺对其进行处理。因此常常采用膜过滤工艺对工业污水或工业污水的二级生化出水进行过滤处理，使其达到排放或回用标准。但是膜分离技术在运行过程中产生的膜污染问题，造成了大量的能源浪费，并且由于高精度有机膜（纳滤/反渗透）无法反洗，因此往往需要进行化学药剂清洗，但是由于化学清洗对于膜通量的恢复效果有限以及有机膜材质化学稳定性不佳等原因，各种化学清洗往往产生了附加的药剂费的同时，缩短了有机膜使用寿命并产生了清洗污水。而高精度无机（陶瓷）膜往往由于造价过高、生产难度大，从而无法在实际工业污水处理中投入使用。

此外，由于工业污水常常含有高浓度的有机物和无机盐，如果采用传统的纳滤反渗透技术对工业污水或工业污水的二级生化出水进行过滤处理，产生的浓水难处理成为了伴随膜过滤技术产生的一个问题。如果采用高级氧化技术对浓水进行处理，将会产生高昂的药剂费用以及化学污泥的处理费用。这样一来造成了严重的资源浪费与经济浪费，并且无法产生任何经济效益反哺污水处理工程。而如果对截留浓水进行蒸发处理，那么在产生高额的能源费用的同时，生产出的蒸出物也因含有大量有机物而无法作为可回收资源。因此一种可以将污水中的有机物和无机盐分离的技术成为了污水处理以及污水资源化的迫切需求。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法及污水资源化处理方法，可以将污水中的有机物和无机盐分离。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种氧化石墨烯陶瓷复合膜的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1，选取孔径为0.01~0.2μm的陶瓷膜作为基底膜；

步骤S2，在四硼酸钠溶液中加入氧化石墨烯，制备得到氧化石墨烯分散液；

步骤S3，将步骤S2得到的氧化石墨烯分散液，在所述陶瓷膜表面形成氧化石墨烯功能层；

步骤S4，加热干燥，使得基底膜与氧化石墨烯功能层牢固连接，并使得所述氧化石墨烯片之间相互牢固连接。

作为本发明的进一步改进，多次重复步骤S2~步骤S4，通过自组装得到氧化石墨烯陶瓷复合膜。进一步的，步骤S2~步骤S4重复三次。

采用此技术方案，得到的氧化石墨烯陶瓷复合膜可以将污水中的有机物和无机盐进行分离，便于下一步资源化利用。并且进一步的，通过控制氧化石墨烯的添加量，可以根据污水的情况对有机物和无机盐进行选择性分离。

作为本发明的进一步改进，所述陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛、沸石、碳化硅和陶瓷中的一种或两种以上的混合物。