[发明专利]一种石墨烯制备工艺中废水资源化处理方法与装置

说明书

本发明公开了一种石墨烯制备工艺中废水资源化处理方法与装置，包括吸附过滤装置、吸附装置、过滤装置和石墨烯液体回收装置，其特征在于：吸附过滤装置的内部设置有搅拌机、吸附填充物料和若干微孔，过滤装置连接在吸附过滤装置的底部，吸附过滤装置的侧面设置有吸附材料入口。本方法不仅解决墨烯废水处理问题，废酸和石墨烯回收重复利用，还可以降低成本，节约水资源，实现了低成本、低消耗、节能减排、资源回收利用的环境友好资源化“双碳”目标。

技术领域

本发明涉及石墨烯废水领域，具体涉及一种石墨烯制备工艺中废水资源化处理方法与装置。

背景技术

石墨烯Graphene是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

国内大部分企业制作石墨烯时，主要是以石墨粉为原料，采用常规氧化还原法的技术路线。该技术路线装置简单、易于流程化规模化，设备易于维护，且制备得到的石墨烯可通过简单的工艺沉积在任何基底上，易于组装，是目前最可能实现石墨烯大规模化制备的方法之一。

但是氧化还原法的生产过程中会使用硫酸，一般每生产一吨石墨烯，需要消耗40～50吨硫酸，产生待处理的废酸80～100吨膨胀石墨1吨需2吨硫酸，已经存在污染问题，稀释废酸需要120～150吨新鲜水，如果大量的废酸水处理不好，将会对土壤、地下水等造成严重污染。

这种路线的缺点是废酸处理的成本极高，国家规定，废酸必须交由有危废处理资质的公司处理，废酸处理费用400元/吨，由此测算每生产1吨石墨烯花在废酸处理上的费用就有32000元～40000元，这个费用是相当高的，石墨烯生产过程中三废处理成本占到总成本10％左右，1990年，美国经济学家托比将污染消减成本占生产总成本1.85％以上的产业归为污染密集型产业，可以想见10％的治污成本是有多恐怖。

从单位产品排污强度和水资源消耗强度角度看，氧化还原法有点类似钛白粉行业，采用传统硫酸法工艺，生产一吨钛白粉消耗新鲜水100至150吨，同时产生浓度为20％的废硫酸8吨、酸性废水100吨，钛白粉已经列入“高污染、高环境风险”产品名录。

因此，一种石墨烯制备工艺中废水资源化处理方法与装置成为整个社会亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种石墨烯制备工艺中废水资源化处理方法与装置，包括吸附过滤装置、吸附装置、过滤装置和石墨烯液体回收装置，其特征在于：所述吸附过滤装置的内部设置有搅拌机、吸附填充物料和若干微孔，所述过滤装置连接在吸附过滤装置的底部，所述吸附过滤装置的侧面设置有吸附材料入口。

进一步地，所述过滤装置包括一级过滤器和二级过滤器，所述二级过滤器的底部设置有液体回收装置。

进一步地，所述过滤装置包括一级过滤结构、超声空化结构、光催化结构和半导体电离结构，所述一级过滤结构、超声空化结构、光催化结构和半导体电离结构由上至下依次设置。

进一步地，所述吸附过滤装置和吸附装置之间设置有吸附材料被括出口。

进一步地，所述吸附装置的顶部设置有烘干机构。

进一步地，所述吸附装置的外侧设置有过滤器，所述过滤器用于与石墨烯液体回收装置连接。

进一步地，所述一级过滤器为板框压滤机。

进一步地，所述二级过滤器上设置有若干过滤微孔，其范围为0.5μm。

进一步地，包括浓缩废水A和浓缩废水B，浓缩废水A的处理步骤如下：