權(quán)利要求書(shū)： 1.一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜，其特征在于，包括：核心元件氧化石墨烯膜袋由兩片氧化石墨烯膜組成，功能層在膜袋外側(cè)，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密封，膜袋內(nèi)側(cè)夾有導(dǎo)流網(wǎng)，膜袋和導(dǎo)流網(wǎng)中心開(kāi)圓孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜，其特征在于，包括：膜殼、拉桿、上法蘭、下法蘭、氧化石墨烯定向分離膜袋、導(dǎo)流板、上軸封、下軸封、加壓螺母的部件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜，其特征在于，膜袋與導(dǎo)流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來(lái)，外側(cè)套圓柱形膜殼，上下兩端分別使用上下法蘭封堵，上下法蘭中心有凹槽，將軸封壓入凹槽，軸封上下兩端采用螺母加壓固定；上下法蘭與膜殼之間，軸封與法蘭之間，軸封與中心拉桿之間采用橡膠圈密封。

說(shuō)明書(shū)： 一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜的制備方法、組件組成及其在多種領(lǐng)域的使用方法。

背景技術(shù)[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展社會(huì)進(jìn)步，政府和人民群眾對(duì)于環(huán)境問(wèn)題日益重視。在諸多環(huán)境問(wèn)題中，污水處理以及水資源保護(hù)顯得尤為重要，關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民的日

常生活。當(dāng)前水處理技術(shù)種類繁多，其中納濾技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單處理效果好收到了廣泛的

歡迎。但是膜污染問(wèn)題以及濃水問(wèn)題一直是納濾技術(shù)推廣應(yīng)用的阻礙，特別是在污水處理

領(lǐng)域，濃水含有大量無(wú)機(jī)鹽，可生化性差。氧化石墨烯定向分離膜作為納濾級(jí)膜，可以有效

地降低無(wú)機(jī)鹽截留率，從而提升濃水可生化性，并且將有機(jī)物與無(wú)機(jī)鹽分離，提高分鹽效

率。并且氧化石墨烯膜由于親水性強(qiáng)，耐氧化耐污染，在未來(lái)水處理領(lǐng)域具有極強(qiáng)的應(yīng)用潛

力。

[0003] 碟管式膜技術(shù)作為一種新穎的膜組件形式，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。目前碟管式反滲透（DTRO）膜相較于傳統(tǒng)的卷式反滲透（RO）膜，由于其水力流態(tài)好，流道通

暢，結(jié)構(gòu)靈活，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。但是DTRO膜鹽截留率高，并且有機(jī)膜容

易產(chǎn)生膜污染，因此膜袋的壽命較低，并且產(chǎn)生的有機(jī)無(wú)機(jī)混合濃水難處理，不利于進(jìn)一步

分鹽。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜及其應(yīng)用，可以將污水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽分離，并且提高膜的耐污染性，推動(dòng)氧化石墨烯膜的實(shí)

際應(yīng)用。

[0005] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為：[0006] 一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件，包括：核心元件氧化石墨烯膜袋由兩片氧化石墨烯膜組成，功能層在膜袋外側(cè)，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密封，膜袋內(nèi)側(cè)夾有

導(dǎo)流網(wǎng)，膜袋和導(dǎo)流網(wǎng)中心開(kāi)圓孔。

[0007] 優(yōu)選地，所述膜組件由膜殼、中心拉桿、上法蘭、下法蘭、氧化石墨烯膜袋、導(dǎo)流板、上軸封、下軸封、加壓螺母等部件組成。

[0008] 優(yōu)選地，所述的膜組件的膜袋與導(dǎo)流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來(lái)，外側(cè)套圓柱形膜殼，上下兩端分別使用上下法蘭封堵，上下法蘭中心有凹槽，將

軸封壓入凹槽，軸封上下兩端采用螺母加壓固定。上下法蘭與膜殼之間，軸封與法蘭之間，

軸封與中心拉桿之間采用橡膠圈密封。

[0009] 本實(shí)用新型進(jìn)一步提供了一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件的制備方法，包括：

[0010] 步驟S1，將兩張微濾膜背面相對(duì)，將導(dǎo)流網(wǎng)夾入兩張微濾膜之間，焊接微濾膜外緣，保證導(dǎo)流網(wǎng)密封在膜袋內(nèi)，并在膜袋中心穿孔；

[0011] 步驟S2，將膜袋在多巴胺溶液中浸泡3?5min后取出，用超純水洗凈；[0012] 步驟S3，將膜袋裝入組件中，并進(jìn)一步通入超純水清洗；[0013] 步驟S4，將一定量氧化石墨烯加入四硼酸鈉溶液中；[0014] 步驟S5，將步驟S3中組裝好的組件，裝入膜過(guò)濾系統(tǒng)中，通過(guò)水泵加壓過(guò)濾步驟S4中獲得的氧化石墨烯分散液，循環(huán)過(guò)濾四遍以上；

[0015] 步驟S6，將膜袋從膜組件中拆下，加熱烘干后獲得氧化石墨烯膜袋。[0016] 優(yōu)選地，所述的膜袋的導(dǎo)流板與膜袋接觸部分采用O型圈密封；膜袋與導(dǎo)流板接觸部分，優(yōu)選地涂裝環(huán)氧樹(shù)脂，優(yōu)選地涂裝形狀為環(huán)形，環(huán)形中心線為與導(dǎo)流板接觸部分，涂

裝環(huán)形寬度優(yōu)選為1cm，厚度優(yōu)選為0.1mm。

[0017] 優(yōu)選地，在所述的膜袋制備過(guò)程中，步驟S1中所述的微濾膜膜孔徑小于1微米，膜袋形狀可以為正6邊形、正8邊形或圓形等中的一種或幾種；步驟S2中多巴胺溶液濃度為1?

2

5g/L；步驟S4中所述的氧化石墨烯的投加量根據(jù)膜面積計(jì)算，通常投加量約為40?80mg/m ，

所述的四硼酸鈉溶液濃度為2.5?5mmol/L；步驟S5中所述的跨膜壓差為0.1 1.5Mpa；步驟S6

~

中所述的烘干溫度為30 150℃，烘干時(shí)間為0.5 12h。

~ ~

[0018] 進(jìn)一步地，所述的膜組件的應(yīng)用包括，該膜組件主要應(yīng)用于生活污水處理、工業(yè)污水處理、海水淡化、分鹽、有機(jī)溶液過(guò)濾等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。

[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：[0020] 采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，得到的碟管式氧化石墨烯定向分離膜，開(kāi)辟了一條氧化石墨烯膜工程化應(yīng)用的新路，推動(dòng)了氧化石墨烯膜在實(shí)際工程領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

[0021] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括：[0022] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用碟管式有機(jī)微濾膜或超濾膜為基底膜，采用氧化石墨烯作為功能層，并加入了四硼酸鈉強(qiáng)化氧化石墨烯層間交聯(lián)，以及多巴胺強(qiáng)化氧化石墨烯

與基底膜之間的交聯(lián)，通過(guò)控制溫度調(diào)節(jié)氧化石墨烯定向分離膜的分離效果，得到的這種

膜可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽的選擇性分離，從而有效避免當(dāng)前精密過(guò)濾膜產(chǎn)生有機(jī)無(wú)機(jī)

混合濃水的問(wèn)題，并且有效分離有機(jī)物無(wú)機(jī)鹽，為下一步分鹽提供了條件。

附圖說(shuō)明[0023] 圖1為本實(shí)用新型所述碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件示意圖；[0024] 圖2為本實(shí)用新型所述導(dǎo)流板示意圖；[0025] 圖3為本實(shí)用新型所述膜袋示意圖。[0026] 其中，圖1中，拉桿1，加壓螺母2，上軸封3，O型圈4，出水口5，產(chǎn)水口6，進(jìn)水口7，上法蘭8，KY密封圈9，膜殼10，導(dǎo)流板11，膜袋12，下法蘭13，下軸封14；

[0027] 圖2中，O型密封圈11a；[0028] 圖3中，膜片外緣12a，環(huán)氧樹(shù)脂承壓圈12b。具體實(shí)施方式[0029] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)

造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。

[0030] 實(shí)施例1一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件[0031] 參照?qǐng)D1?3所示，一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件，包括：核心元件氧化石墨烯膜袋由兩片氧化石墨烯膜組成，功能層在膜袋外側(cè)，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密

封，膜袋內(nèi)側(cè)夾有導(dǎo)流網(wǎng)，膜袋和導(dǎo)流網(wǎng)中心開(kāi)圓孔。

[0032] 所述膜組件由膜殼、中心拉桿、上法蘭、下法蘭、氧化石墨烯膜袋、導(dǎo)流板、上軸封、下軸封、加壓螺母等部件組成。

[0033] 所述的膜組件的膜袋與導(dǎo)流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來(lái)，外側(cè)套圓柱形膜殼，上下兩端分別使用上下法蘭封堵，上下法蘭中心有凹槽，將軸封壓

入凹槽，軸封上下兩端采用螺母加壓固定。上下法蘭與膜殼之間，軸封與法蘭之間，軸封與

中心拉桿之間采用橡膠圈密封。

[0034] 實(shí)施例2一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件的制備方法[0035] 參照?qǐng)D1?3所示，本實(shí)用新型實(shí)例膜組件通過(guò)將內(nèi)部夾有出水格網(wǎng)的氧化石墨烯膜袋12與導(dǎo)流板11交替排列構(gòu)成模組，并且最終保證模組最上層與最下層為導(dǎo)流板，而后

將上法蘭8與下法蘭13分別放置于模組的上端與下端，而后用中心拉桿將所有元件穿起，使

用上軸封3和下軸封14分別頂住上下法蘭，并且使用O型圈4密封，保證中心拉桿1與軸封以

及軸封與法蘭之間不會(huì)漏水，使用加壓螺母2加壓密封。而后將KY密封圈鑲嵌于上下法蘭外

的凹槽中，按照?qǐng)D中方向安裝密封圈，而后將膜殼10套在膜組件之外。最后將進(jìn)水口7、出水

口5與產(chǎn)水口6按照?qǐng)D1所示安裝，膜組件安裝即全部完成。運(yùn)行中將污水從進(jìn)水口7注入，錯(cuò)

流出水從出水口5排出，過(guò)膜后產(chǎn)出的凈水由產(chǎn)水口6排出。

[0036] 其中氧化石墨烯膜袋由兩片中心帶有圓孔的正6邊形微濾膜背面相對(duì)組成，內(nèi)夾中心帶有圓孔的正6邊形出水格網(wǎng)，膜片外緣12a采用超聲波焊接密封，將格網(wǎng)密封在膜袋

內(nèi)。由于在安裝與運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)流板11上的O型密封圈11a與氧化石墨烯膜袋12有部分需要

緊密接觸，因此在膜袋12上需要與O型密封圈11a緊密接觸的部分涂裝環(huán)氧樹(shù)脂承壓圈12b，

防止破壞氧化石墨烯層在安裝運(yùn)行過(guò)程中受到擠壓損壞。在樹(shù)脂承壓圈12b涂裝并凝固后

將膜袋浸泡在多巴胺溶液中，浸泡5分鐘后取出，沖洗干凈后，按照上文描述的方法組裝入

膜組件中。而后使用高壓純水沖洗干凈后，泵入氧化石墨烯四硼酸鈉分散液，分散液在加壓

條件下，反復(fù)錯(cuò)流過(guò)濾四次以上。其中氧化石墨烯四硼酸鈉分散液的四硼酸鈉濃度為2.5?

2

5mmol/L，氧化石墨烯濃度根據(jù)膜面積計(jì)算，投加量約為40?80mg/m ，具體投加量根據(jù)膜工

作條件調(diào)整。過(guò)濾結(jié)束后將膜袋取出，在60℃?150℃條件下烘干2h，升溫降溫速度均為0.5

℃/min，待膜袋溫度降至室溫后將膜袋取出，將其安裝在氧化石墨烯膜組件上，即可完成膜

袋制作。

[0037] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)

用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含

在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。