權利要求書： 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，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密封，膜袋內(nèi)側夾有導流網(wǎng)，膜袋和導流網(wǎng)中心開圓孔。

2.根據(jù)權利要求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、導流板、上軸封、下軸封、加壓螺母的部件。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜，其特征在于，膜袋與導流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來，外側套圓柱形膜殼，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。

說明書： 一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜技術領域[0001] 本實用新型屬于水處理技術領域，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域的使用方法。

背景技術[0002] 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展社會進步，政府和人民群眾對于環(huán)境問題日益重視。在諸多環(huán)境問題中，污水處理以及水資源保護顯得尤為重要，關系到國家的經(jīng)濟發(fā)展以及人民的日

常生活。當前水處理技術種類繁多，其中納濾技術因其操作簡單處理效果好收到了廣泛的

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

領域，濃水含有大量無機鹽，可生化性差。氧化石墨烯定向分離膜作為納濾級膜，可以有效

地降低無機鹽截留率，從而提升濃水可生化性，并且將有機物與無機鹽分離，提高分鹽效

率。并且氧化石墨烯膜由于親水性強，耐氧化耐污染，在未來水處理領域具有極強的應用潛

力。

[0003] 碟管式膜技術作為一種新穎的膜組件形式，目前已經(jīng)廣泛應用于污水處理領域。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，結構靈活，目前已經(jīng)廣泛應用于污水處理領域。但是DTRO膜鹽截留率高，并且有機膜容

易產(chǎn)生膜污染，因此膜袋的壽命較低，并且產(chǎn)生的有機無機混合濃水難處理，不利于進一步

分鹽。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對以上技術問題，本實用新型公開了一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜及其應用，可以將污水中的有機物和無機鹽分離，并且提高膜的耐污染性，推動氧化石墨烯膜的實

際應用。

[0005] 本實用新型采用的技術方案具體為：[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，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密封，膜袋內(nèi)側夾有

導流網(wǎng)，膜袋和導流網(wǎng)中心開圓孔。

[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流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來，外側套圓柱形膜殼，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] 本實用新型進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，將導流網(wǎng)夾入兩張微濾膜之間，焊接微濾膜外緣，保證導流網(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，裝入膜過濾系統(tǒng)中，通過水泵加壓過濾步驟S4中獲得的氧化石墨烯分散液，循環(huán)過濾四遍以上；

[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，所述的膜袋的導流板與膜袋接觸部分采用O型圈密封；膜袋與導流板接觸部分，優(yōu)選地涂裝環(huán)氧樹脂，優(yōu)選地涂裝形狀為環(huán)形，環(huán)形中心線為與導流板接觸部分，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℃，烘干時間為0.5 12h。

~ ~

[0018] 進一步地，所述的膜組件的應用包括，該膜組件主要應用于生活污水處理、工業(yè)污水處理、海水淡化、分鹽、有機溶液過濾等多個應用領域。

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

[0021] 本實用新型相對于現(xiàn)有技術的有益效果包括：[0022] 本實用新型的技術方案采用碟管式有機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化氧化石墨烯層間交聯(lián)，以及多巴胺強化氧化石墨烯

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

膜可以實現(xiàn)對有機物和無機鹽的選擇性分離，從而有效避免當前精密過濾膜產(chǎn)生有機無機

混合濃水的問題，并且有效分離有機物無機鹽，為下一步分鹽提供了條件。

附圖說明[0023] 圖1為本實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為本實用新型所述導流板示意圖；[0025] 圖3為本實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，進水口7，上法蘭8，KY密封圈9，膜殼10，導流板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)氧樹脂承壓圈12b。具體實施方式[0029] 下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)

造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護范圍。

[0030] 實施例1一種碟管式氧化石墨烯定向分離膜組件[0031] 參照圖1?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，膜袋邊緣采用焊接或膠黏保證密

封，膜袋內(nèi)側夾有導流網(wǎng)，膜袋和導流網(wǎng)中心開圓孔。

[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流板交替排列，用兩端帶有螺紋的中心拉桿將其穿起來，外側套圓柱形膜殼，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] 參照圖1?3所示，本實用新型實例膜組件通過將內(nèi)部夾有出水格網(wǎng)的氧化石墨烯膜袋12與導流板11交替排列構成模組，并且最終保證模組最上層與最下層為導流板，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，按照圖中方向安裝密封圈，而后將膜殼10套在膜組件之外。最后將進水口7、出水

口5與產(chǎn)水口6按照圖1所示安裝，膜組件安裝即全部完成。運行中將污水從進水口7注入，錯

流出水從出水口5排出，過膜后產(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)。由于在安裝與運行過程中導流板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)氧樹脂承壓圈12b，

防止破壞氧化石墨烯層在安裝運行過程中受到擠壓損壞。在樹脂承壓圈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，反復錯流過濾四次以上。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。過濾結束后將膜袋取出，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] 以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實

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

在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。