利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，属于环保领域，所述方法是利用多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇的选择透过性，在电场的作用下，使得甲醇透过石墨烯膜吸附在电极板上，从而去除废水中的甲醇；具体包括使用微孔过滤法对含有甲醇的废水进行过滤并测量甲醇的浓度；将过滤后的废水置于水池中并调节废水pH值；制备多孔氢钝化石墨烯膜；将石墨烯膜组装入电容去离子装置；将含有甲醇的废水泵入组装好的电容去离子装置中；给电容去离子装置施加电压，每隔30分钟测量废水中甲醇的浓度，并将装置施加反向电场解吸后再投入使用；当废水中甲醇的浓度降到8mg/L后，完成废水的处理。本发明专利技术能够实现废水中甲醇低成本的去除。成本的去除。成本的去除。

【技术实现步骤摘要】
利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法


[0001]本专利技术涉及环保领域，尤其是利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法。

技术介绍

[0002]有毒的人为有机污染物，如药物、农药、多氟化合物、内分泌干扰物和杀虫剂等，影响了全球的环境问题，甲醇是杀虫剂中的主要成分。甲醇及其蒸馏废物被归类为HW42危险废物，可在危险废物目录中找到。甲醇是无色、酒精、挥发性和有毒液体。长期摄入被甲醇污染的水可能导致慢性神经损伤、失明甚至死亡。此外，甲醇对水生微生物也具有弱毒性。低浓度的甲醇污染会削弱生物滤池中有机物的分解，高浓度的甲醇污染会抑制消化池中污泥的消化。因此，对这些含有甲醇的废水的处理变得尤为重要。
[0003]传统甲醇废水处理工艺一般为化工处理，流程较为复杂，且需加入碱剂、氧化剂、混凝剂和絮凝剂等反应试剂，效率低且成本高。研究一种低成本，高效率的水中甲醇去除技术在环保方面具有重要的意义。
[0004]电容去离子装置在过去的几十年里多被应用于海水淡化，由于静电力的作用盐水流经电荷相反的多孔电极就会被外加电场吸引并吸附在电极表面，当电极饱和后，将装置取出然后施加零电势或反向电场从而使盐离子从电极表面解吸，从而达到了脱盐的目的。近年来开发的电容去离子应用都用来处理带电(无机)离子，现有技术中还未有关于电容去离子装置去除甲醇的报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，针对目前去除废水中甲醇污染以及膜电容去离子装置应用于甲醇去除方面技术的缺陷与不足，采用石墨烯膜替代传统膜电容去离子系统中的阴阳离子交换膜，利用石墨烯膜对甲醇的选择透过性从而达到去除甲醇的目的。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，利用多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇的选择透过性，在电场的作用下，使得甲醇透过石墨烯膜吸附在电极板上，从而去除废水中的甲醇。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述方法具体包括下述步骤：
[0009]步骤1，对含有甲醇的废水进行过滤，过滤掉悬浮物质，测量废水中甲醇的浓度；
[0010]步骤2，将过滤后的含有甲醇的废水置于水池中，调节废水pH值为5.8
‑
6.2；
[0011]步骤3，以石墨烯为主体使用静电纺丝法制备两片多孔氢钝化石墨烯膜；
[0012]步骤4，将两片石墨烯膜组装入电容去离子装置中间进水腔的两侧；
[0013]步骤5，利用进水泵将水池中的含有甲醇的废水泵入步骤4组装好的电容去离子装置的中间进水腔；
[0014]步骤6，打开电容去离子装置的可调电压电源开关，给电容去离子装置施加1.2V电压，每隔30分钟测量废水中甲醇的浓度；
[0015]步骤7，当废水中甲醇的浓度降低到8mg/L后，将处理后的含有甲醇的废水输送至水箱，进行排放或重新回用，完成含有甲醇的废水的处理。
[0016]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤1中，采用微孔过滤法对含有甲醇的废水进行过滤。
[0017]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤3中，石墨烯膜的制备方法是先将石墨烯进行氢基功能化修饰，再采用静电纺丝技术在石墨烯支撑体上制备出多孔氢钝化石墨烯膜，孔隙率为5％，石墨烯膜的大小为4.5cm
×
5cm。
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤5中，含有甲醇的废水以10mL
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‑1的流速泵入步骤4组装好的电容去离子装置。
[0019]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤6中，每隔30min施加大小相同方向相反的电压使电容去离子装置解吸再投入使用。
[0020]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0021]1、本专利技术利用多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇的选择透过性，在电场的作用下，使得甲醇透过石墨烯膜吸附在电极板上，从而实现废水中甲醇低成本的去除，有效降低含有甲醇的废水中甲醇的浓度，有利于后续废水的进一步处理。
[0022]2、本专利技术采用膜电容去离子装置处理，操作步骤简便，处理成本低；多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇具有良好的选择透过性；外加直流电场使得甲醇在电场力的作用下趋近石墨烯膜，从而提高渗透效率；外加直流电场使电极板在电场的作用下吸附力增强，提高甲醇附着效率，经过该方法处理后，可以低成本地去除废水中的甲醇，使含有甲醇的废水中的甲醇浓度大大降低。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0024]图1是本专利技术提供的利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法的流程图。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0026]国家有关规定要求废水中甲醇含量需低于10mg/l(如北京市地方标准BD11/307
‑
2013《水污染物综合排放标准》)才可排放。
[0027]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0028]如图1所示,一种利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，利用多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇的选择透过性，在电场的作用下，使得甲醇透过石墨烯膜吸附在电极板上，从而去除废水中的甲醇，具体包括以下步骤：
[0029]步骤1，使用微孔过滤法对含有甲醇的废水进行过滤，过滤掉悬浮物质，测量废水中甲醇的浓度；
[0030]步骤2，将过滤后的含有甲醇的废水置于水池中，加入酸或碱调节废水pH值为5.8
‑
6.2；
[0031]步骤3，以石墨烯为主体使用静电纺丝法制备两片4.5cm
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5cm大小的多孔氢钝化石墨烯膜；
[0032]步骤4，将两片石墨烯膜组装入电容去离子装置中间进水腔的两侧；
[0033]步骤5，利用进水泵将水池中的含有甲醇的废水以10mL
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‑1的流速泵入步骤4组装好的电容去离子装置的中间进水腔；
[0034]步骤6，打开电容去离子装置的可调电压电源开关，给电容去离子装置施加1.2V电压，每隔30分钟测量废水中甲醇的浓度，并将电容去离子装置施加反向电场解吸后再投入使用；
[0035]步骤7，当废水中甲醇的浓度降低到8m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，其特征在于：利用多孔氢钝化石墨烯膜对甲醇的选择透过性，在电场的作用下，使得甲醇透过石墨烯膜吸附在电极板上，从而去除废水中的甲醇。2.根据权利要求1所述的一种利用钝化石墨烯膜电容去离子装置去除废水中甲醇的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：步骤1，对含有甲醇的废水进行过滤，过滤掉悬浮物质，测量废水中甲醇的浓度；步骤2，将过滤后的含有甲醇的废水置于水池中，调节废水pH值为5.8
‑
6.2；步骤3，以石墨烯为主体使用静电纺丝法制备两片多孔氢钝化石墨烯膜；步骤4，将两片石墨烯膜组装入电容去离子装置中间进水腔的两侧；步骤5，利用进水泵将水池中的含有甲醇的废水泵入步骤4组装好的电容去离子装置的中间进水腔；步骤6，打开电容去离子装置的可调电压电源开关，给电容去离子装置施加1.2V电压，每隔30分钟测量废水中甲醇的浓度；步骤7，当废水中甲醇的浓度降低到8mg/L后，将处理后的含有甲醇的废水输送至水箱，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩勇，赵继颖，赵佳琪，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：