一种氧化石墨烯强化膜生物反应器以及废水处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯强化膜生物反应器以及废水处理方法。

背景技术

矿区污染水治理和回用是工矿业的普遍关注的问题，矿区污染水尤其特殊物质较多的水体的水质变化使得常规水处理方法很难应付。膜生物反应器是把生物处理与膜分离相结合的一种组合工艺系统。目前也有利用膜生物反应器实现对矿区污染水的有效过滤处理。但当下的膜生物反应器的过滤效果欠佳，对于矿区含重金属废水的处理效率低，很难满足矿区污水治理的需求。采用新的膜生物反应器实现对矿区污水的高效处理逐渐成为日益突出的研究方向。

因此，设计一种氧化石墨烯强化膜生物反应器以及废水处理方法，能够实现对矿区污水的高效处理，并且充分满足污水处理的使用需求，是目前亟待解决的问题。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种氧化石墨烯强化膜生物反应器通过建立GO(氧化石墨烯)预处理柱对污水进行预处理，GO具有的高比表面积、韧性、吸附力以及官能团之间的作用能够对污水中的重金属进行高效吸附，在预处理阶段能够实现污水与处理物质的有效混合和初步反应，为后续的深度处理提供了物质基础。同时通过MBR反应池的生物性过滤处理能够充分的对污水中的污染物进行去除，且由于污水充分均匀的混合，可以高效的实现对污水中的污染物的截留、降解等净化作用，形成一个高效处理重金属污水的工艺系统，实现了对重金属污水的高效处理。另外，由于处理材料易取得，并且长效稳定的存在，能够源源不断的对污水进行长效的净化，满足对重金属污水处理的生产需求。

本发明还提供过一种废水处理方法，该方法通过进水过滤处理对重金属污水进行大颗粒的初步过滤处理，紧跟着进行的预处理混合处理则是将污水与GO进行充分的混合过滤处理，并形成具有生物性的混合液，随后在MBR膜反应下通过对过滤条件的合理调整来达到满足高效处理要求的污水处理效果。由于能够根据需要实时的调整过滤条件，能够充分满足污水处理的不同使用需求。另外，通过滤膜的通透量进行监测来控制反冲洗系统对膜组件进行及时的反清洗，可以有效的避免膜组件堵塞过滤效率降低的情况，保证整个氧化石墨烯强化膜生物反应器能够长久高效的对冲金属污水进行处理，充分满足重金属污水处理的需求。

本发明提供的第一种技术方案：

一种氧化石墨烯强化膜生物反应器，其包括控制器、进水池、GO预处理柱、MBR反应池、膜组件、第一进水泵、第一回水泵以及第二进水泵；第一进水泵的进水端与进水池联通，第一进水泵的出水端与GO预处理柱联通；第一回水泵的进水端与GO预处理柱联通，第一回水泵的出水端与进水池联通；第二进水泵的进水端与GO预处理柱联通，第二进水泵的出水端与MBR反应池联通；膜组件设置于MBR反应池中；控制器分别与第一进水泵、第二进水泵以及第一回水泵连接；GO预处理柱中设置内旋的引流板，且第一进水泵的出水口方向与引流板的选装方向相反；膜组件与MBR反应池同轴设置，且位于MBR反应池的中心区域。

进一步地，还包括温控器和第一搅拌器；温控器与GO预处理柱连接；第一搅拌器设置于MBR反应池中；控制器分别同温控器和第一搅拌器连接。

进一步地，还包括鼓风机和曝气管；曝气管的一端设置于MBR反应池中，且靠近膜组件，曝气管的另一端与鼓风机连接；控制器于鼓风机连接。

进一步地，还包括第一反冲洗泵和第二反冲洗泵；第一反冲洗泵的出水端与膜组件的外部过滤空间连接，第二反冲洗泵的进水端与膜组件的内部过滤空间连接。

本发明提供的第二种技术方案：

一种废水处理方法，应用于第一种技术方案中所说的氧化石墨烯强化膜生物反应器，包括获取过滤启动信号，形成第一进水指令，并发送第一进水指令进行进水过滤处理；获取水位信号，根据水位信号形成第一混合指令，并根据第一混合指令进行预处理混合处理；获取第一浓度数据，根据第一浓度数据形成深度混合处理指令，并根据深度混合处理指令停止预处理混合处理，进行深度混合处理；在深度混合处理周期内采集深度处理温度数据、深度处理溶解氧数据以及深度处理PH数据，并根据深度处理温度数据、深度处理溶解氧数据以及深度处理PH数据对处理效果进行调整。

进一步地，根据第一混合指令进行预处理混合处理，包括：开启第一进水泵和第一回水泵进行污水循环，并放入适应性微生物进行混合，形成预处理混合污水；在第一预处理周期内采集预处理混合污水的温度数据，并根据温度数据对预处理混合污水进行温度控制；在第一预处理周期内采集预处理混合污水的污泥浓度数据，形成第一浓度数据，并根据第一浓度数据判断是否形成深度混合处理指令。

进一步地，根据深度混合处理指令停止预处理混合处理，进行深度混合处理，包括：关闭第一进水泵和第一回水泵，并开启第二进水泵，将预处理混合污水导入MBR反应池中，并向MBR反应池中加入第一投放量的粉末GO；在第一深度处理周期内采集GO浓度数据，形成第二浓度数据；获取第二浓度数据，并根据第二浓度数据进行以下判断作业：当第二浓度数据小于GO浓度阈值，则加入第二投放量的粉末GO；当第二浓度数据不小于GO浓度阈值，则停止加入第二投放量的粉末GO。

进一步地，获取膜通透量数值，根据膜通透量数值进行清洗操作，包括在第一清洗周期内采集膜通透量数值，并根据膜通透量数值进行以下清洗判断：当膜通透量数值大于膜通透量阈值时，继续根据第一清洗周期采集膜通透量数值进行比较判断；当膜通透量数值不大于膜通透量阈值时，排空MBR反应池，进行反冲洗作业，并在作业后获取膜通透量数值与膜通透量阈值进行对比：若膜通透量数值大于膜通透量阈值，则停止反冲洗作业，若膜通透量数值不大于膜通透量阈值，则继续进行反冲洗作业，直至获取的膜通透量数值大于膜通透量阈值才停止进行反冲洗作业。

进一步地，当膜通透量数值不大于膜通透量阈值时，排空MBR反应池，进行反冲洗作业，包括：关闭第二进水泵，并排空MBR反应池；开启第一反冲洗泵和第二反冲洗泵进行初次冲洗；关闭第一反冲洗泵和第二反冲洗泵，并向MBR反应池中加入清洗液进行浸泡；排空清洗液，开启第一反冲洗泵和第二反冲洗泵进行多次末次冲洗。

本发明的有益效果在于：

氧化石墨烯强化膜生物反应器通过建立GO(氧化石墨烯)预处理柱对污水进行预处理，GO具有的高比表面积、韧性、吸附力以及官能团之间的作用能够对污水中的重金属进行高效吸附，在预处理阶段能够实现污水与处理物质的有效混合和初步反应，为后续的深度处理提供了物质基础。同时通过MBR反应池的生物性过滤处理能够充分的对污水中的污染物进行去除，且由于污水充分均匀的混合，可以高效的实现对污水中的污染物的截留、降解等净化作用，形成一个高效处理重金属污水的工艺系统，实现了对重金属污水的高效处理。另外，由于处理材料易取得，并且长效稳定的存在，能够源源不断的对污水进行长效的净化，满足对重金属污水处理的生产需求。

废水处理方法通过进水过滤处理对重金属污水进行大颗粒的初步过滤处理，紧跟着进行的预处理混合处理则是将污水与GO进行充分的混合过滤处理，并形成具有生物性的混合液，随后在MBR膜反应下通过对过滤条件的合理调整来达到满足高效处理要求的污水处理效果。由于能够根据需要实时的调整过滤条件，能够充分满足污水处理的不同使用需求。另外，过滤膜的通透量进行监测来控制反冲洗系统对膜组件进行及时的反清洗，可以有效的避免膜组件堵塞过滤效率降低的情况，保证整个氧化石墨烯强化膜生物反应器能够长久高效的对冲金属污水进行处理，充分满足重金属污水处理的需求。

附图说明

图1为本发明实施例氧化石墨烯强化膜生物反应器的结构示意图；

图2为本发明实施例废水处理方法的步骤图；

图3为本发明实施例废水处理方法的实验中所使用的污水水质含量图；

图4为本发明实施例废水处理方法中温度对COD去除率的影响数据；

图5为本发明实施例废水处理方法中溶解氧对COD去除率的影响数据；

图6为本发明实施例废水处理方法中不同工艺对COD去除率的对比情况；

图7为本发明实施例废水处理方法中温度对NH

图8为本发明实施例废水处理方法中溶解氧对NH

图9为本发明实施例废水处理方法中不同工艺对NH

图10为本发明实施例废水处理方法中不同工艺对浊度去除率的对比情况；

图11为本发明实施例废水处理方法中不同工艺对Cd

图12为本发明实施例废水处理方法中膜在不同情况下的膜通透量情况。

附图标记说明：

01、进水池；02、GO预处理柱；21、温控器；03、MBR反应池；04、膜组件；05、第一进水泵；06、第一回水泵；07、第二进水泵；08、控制器；91、曝气管；92、鼓风机；93、第一搅拌器；94、第一反冲洗泵；95、第二反冲洗泵。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

请参考图1，本申请实施例提供一种氧化石墨烯强化膜生物反应器。该反应器通过结合新的膜生物反应器工艺提高对重金属废水的处理效率。氧化石墨烯强化膜生物反应器包括控制器08、进水池01、GO预处理柱02、MBR反应池03、膜组件04、第一进水泵05、第一回水泵05以及第二进水泵07；第一进水泵05的进水端与进水池01联通，第一进水泵05的出水端与GO预处理柱02联通；第一回水泵05的进水端与GO预处理柱02联通，第一回水泵05的出水端与进水池01联通；第二进水泵07的进水端与GO预处理柱02联通，第二进水泵07的出水端与MBR反应池03联通；膜组件04设置于MBR反应池03中；控制器08分别与第一进水泵05、第二进水泵07以及第一回水泵05连接；GO预处理柱02中设置内旋的引流板，且第一进水泵05的出水口方向与引流板的选装方向相反；膜组件04与MBR反应池03同轴设置，且位于MBR反应池03的中心区域。

该装置通过建立GO(氧化石墨烯)预处理柱对污水进行预处理，GO具有的高比表面积、韧性、吸附力以及官能团之间的作用能够对污水中的重金属进行高效吸附，在预处理阶段能够实现污水与处理物质的有效混合和初步反应，为后续的深度处理提供了物质基础。同时通过MBR反应池的生物性过滤处理能够充分的对污水中的污染物进行去除，且由于污水充分均匀的混合，可以高效的实现对污水中的污染物的截留、降解等净化作用，形成一个高效处理重金属污水的工艺系统，实现了对重金属污水的高效处理。另外，由于处理材料易取得，并且长效稳定的存在，能够源源不断的对污水进行长效的净化，满足对重金属污水处理的生产需求。

其中，进水池01是对重金属污水进行收集并初步的进行沉淀过滤，为了保证后续对重金属污水的有效生化处理，本实施例中，在进水池01中设置过滤筛网来滤去污水中的大颗粒物质。进水池01中的重金属污水通过第一进水泵05进入到GO(氧化石墨烯)预处理柱中进行预处理，并经过第一回水泵05将重金属污水在进水池01和GO预处理中进行循环和充分的混合，以更加有效对重金属污水中的污染物进行处理。完成预处理混合后重金属污水经第二进水泵07进入到MBR(强化膜生物反应器)反应池中进行深度处理。在MBR反应池03中通过膜组件04以及GO粉末的添加充分的使重金属污水发生理化反应，过滤掉重金属、小粒径物质等污染物。

为了提高预处理和深度处理的效果，本实施例中，还包括温控器21和第一搅拌器93；温控器21与GO预处理柱02连接；第一搅拌器93设置于MBR反应池03中；控制器08分别同温控器21和第一搅拌器93连接。GO预处理柱02对重金属污水的处理为压缩处理。在MBR反应池03中，由于GO粉末以及微生物的密度调整，采用第一搅拌器93进行不停的混合，有效确保重金属污水充分进行过滤处理，提高深度处理的效率。

另外，由于深度处理中的微生物需要在合适的环境下才能实现高效的生化反应以过滤重金属污水，所以本实施例中，还包括鼓风机92和曝气管91；曝气管91的一端设置于MBR反应池03中，且靠近膜组件04，曝气管91的另一端与鼓风机92连接；控制器08于鼓风机92连接。这样，能够为微生物提供适宜的环境条件，保证微生物处于最佳的工作状态。

另外，需要说明的是，模组件主要是起到物理的隔离作用，会将产生的污染颗粒、重金属等污染物隔离在膜组件04的外部过滤空间，使过滤后的水通过膜组件04的膜体后顺利被收集。所以长时间的使用必然会导致膜组件04表面被堵塞，所以本实施例中，还包括第一反冲洗泵94和第二反冲洗泵95；第一反冲洗泵94的出水端与膜组件04的外部过滤空间连接，第二反冲洗泵95的进水端与膜组件04的内部过滤空间连接。通过设置反冲洗装置可以对膜组件04进行清洗，保证膜组件04长久持效的进行过滤处理。

考虑进一步提高对重金属污水的混合以提升处理效果，GO预处理柱02中设置内旋的引流板，这样污水在GO预处理柱02和进水池01之间循环时，在GO预处理柱02中停留的时间更长，使污水与微生物混合的更加充分。同时，在MBR反应池03中膜组件04于MBR反应池03同轴设置，并位于MBR反应池03的中心区域，这样，污水在搅拌的过程中顺着膜组件04表面移动，一方面提供一个旋向力促进模组04件表面区域附近的生化反应，另一方面可以一定程度降低或者延迟膜组件的堵塞，增加膜组件04过滤的有效时长，进而提高生产效率。

并且为了进一步提高对重金属污水的处理效率，通过设置控制器08进行自动化控制，对整个处理过程进行总体上的控制协调，保证重金属污水处理的高效进行。

对于反应器中各个子设备设施的工作参数可以根据实际的情况进行确定。本实施例中，进水池01中的筛网筛孔大小为1mm，GO预处理柱02为圆柱体，且直径为40cm，高为100cm。MBR反应池03是有效容积为500L的长方体容器。膜组件04采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜，截留分子量为十万，膜孔径为0.12μm，膜的有效表面积为13,9㎡。曝气管91和鼓风机92为MBR反应池03中的微生物提供氧气环境，水力停留时间(HRT)为6～7h。泵开、停时间设为12min、3min，膜组件04为外压实，正常运转状态下操作压力为25KPa，最大操作压力为60KPa。整个系统的总功率为0.25KW，最大日出水量为25m

参考附图2，本方案提供一种废水处理方法，该方法应用于本方案提供的氧化石墨烯强化膜生物反应器，其通过进水过滤处理对重金属污水进行大颗粒的初步过滤处理，紧跟着进行的预处理混合处理则是将污水与GO进行充分的混合过滤处理，并形成具有生物性的混合液，随后在MBR膜反应下通过对过滤条件的合理调整来达到满足高效处理要求的污水处理效果。由于能够根据需要实时的调整过滤条件，能够充分满足污水处理的不同使用需求。

该废水处理方法主要包括以下步骤：

S1：获取过滤启动信号，形成第一进水指令，并发送第一进水指令进行进水过滤处理。

该步骤主要是对原水进行初步的过滤，将重金属污水中的大颗粒进行初步过滤，方便后续对重金属污水进行深度的生化处理。控制器08通过获取到启动信号后开始设计过滤生产过程，并首先发送第一进水指令，打开进水池01的进口，原水由进口经筛网过滤后进入到进水池01中。

S2:获取水位信号，根据水位信号形成第一混合指令，并根据第一混合指令进行预处理混合处理。

本步骤中，根据第一混合指令进行预处理混合处理，包括：开启第一进水泵05和第一回水泵05进行污水循环，并放入适应性微生物进行混合，形成预处理混合污水；在第一预处理周期内采集预处理混合污水的温度数据，并根据温度数据对预处理混合污水进行温度控制；在第一预处理周期内采集预处理混合污水的污泥浓度数据，形成第一浓度数据，并根据第一浓度数据判断是否形成深度混合处理指令。

该步骤主要是在GO预处理中进行混合处理的方式。通过开启第一进水泵05和第一回水泵05，GO预处理柱02与进水池01形成联通的循环空间，对重金属污水进行充分的搅拌，使其与适合的物生物进行充分均匀的混合和初步反应，同时，由于GO预处理柱02由GO材料构成，而GO具有部分无定形结构，边缘和表面缺陷处含有丰富的亲水性含氧官能团，包括羟基、羧基以及环氧基等，这些含氧官能团可以通过π-π相互作用、静电作用、氢键、疏水相互作用和其他非共价相互作用促进氧化石墨烯和重金属之间的吸附，所以重金属污水能够在循环混合过程中进行部分的吸附反应，对污水进行进一步的有效处理。

另外，对于循环过程中为了保证微生物的活跃性和适应性，通过在循环过程中定时进行温度监控实现对污水温度的控制，确保预处理的效果。同时，对将污泥浓度作为是都混合充分的依据，以进行工作节点的判断，衔接深度处理工序。本实施例中，污泥浓度的判断阈值为1.72g/L，可以根据需要进行相应的数据调整。

S3：获取第一浓度数据，根据第一浓度数据形成深度混合处理指令，并根据深度混合处理指令停止预处理混合处理，进行深度混合处理。

根据深度混合处理指令停止预处理混合处理，进行深度混合处理，包括：关闭第一进水泵05和第一回水泵05，并开启第二进水泵07，将预处理混合污水导入MBR反应池03中，并向MBR反应池03中加入第一投放量的粉末GO；在第一深度处理周期内采集GO浓度数据，形成第二浓度数据；获取第二浓度数据，并根据第二浓度数据进行以下判断作业：当第二浓度数据小于GO浓度阈值，则加入第二投放量的粉末GO；当第二浓度数据不小于GO浓度阈值，则停止加入第二投放量的粉末GO。

深度处理主要包括了GO粉末的生化反应处理、微生物的生化反应处理以及膜组件04的过滤处理。对于GO粉末的投入量，在重金属污水中污染物含量相对稳定的情况下需要确定在一定的范围内。本实施例根据实际实验情况，确定首次GO粉末的投入量和后续是不同的，同时后续进行粉末GO的投放与否需要根据对污水中GO的浓度进行判断。经实验，第一投放量为400mg/L，第二投放量为150mg/L。污水中较好的GO浓度保持在100mg/L～500mg/L之间，可以根据需要选取数值确定为GO浓度阈值。

S4：在深度混合处理周期内采集深度处理温度数据、深度处理溶解氧数据以及深度处理PH数据，并根据深度处理温度数据、深度处理溶解氧数据以及深度处理PH数据对处理效果进行调整。

不同的处理需求和重金属污水污染情况需要调整处理工艺中的工艺参数，以确保对重金属污水的处理始终处于效率较高的水平。本实施例中，所要进行的污水处理考虑微生物的活动情况、适应环境条件、反应所需氧气等情况，主要考虑对温度、溶解氧浓度以及PH值进行监测和调整，以期达到高效的处理效果。

当然，经过长期的实验分析，对于GO-MBR反应器的处理工艺，最合适的工艺参数为深度处理时的温度不小于21℃，溶解氧溶度不小于4.0mg/L，PH值在6～9之间。

以下根据实验采集的数据对工艺参数进行详细说明，同时实验时，将常规的预处理柱-MBR处理方法、MBR处理方法以及传统工艺的处理效果进行对比，以确定新膜生物反应器的高效处理效果：

实验中使用的重金属污水的水质含量如图3所示。经过本实施例的废水处理方法后，测量了COD、NH

参考图4～图6，确定了温度、溶解氧对COD去除的影响情况以及不同工艺对COD去除率的对比情况。

投加到生物反应器中的GO可以与微生物吸附凝聚在一起而形成GO负载微生物联合体，起生物降解作用的包括悬浮的微生物絮体和附在GO表面的生物膜，同时还存在微生物降解和GO吸附的协同作用，加之膜的物理高效分离，确保了出水水质良好，并且能净化那些单纯采用生化净化或GO吸附所不能净化的污染物质。MBR的除污染机理为微生物反应和膜截留同时进行，微生物与污染物反应、各物质形成大块团聚体被膜筛分截留，故仅能去除分子质量较大的污染物。相对于常规曝气处理工艺而言，单独MBR工艺的去除效果要更好一些，可知反应器中的微生物发挥了重要作用，同时也说明微生物可以在贫营养条件下进行生长与繁殖。尽管MBR膜对小分子亲水性物质的截留率很低，但它会使膜通量明显下降，因此当用MBR净化废水时需加预处理工艺以去除水中的大部分有机物。GO比较适合做MBR膜的预处理是因为GO是两种多孔疏松、富含纤维的物质组合而成的高性能复合材料，有更大的高比表面积、韧性和强大的吸附力；且氧化石墨烯具有部分无定形结构，边缘和表面缺陷处含有丰富的亲水性含氧官能团包括羟基、羧基以及环氧基等，这些含氧官能团可以通过π-π相互作用、静电作用、氢键、疏水相互作用和其他非共价相互作用促进氧化石墨烯和重金属之间的吸附，并且GO微粒之间具有相当于颗粒炭的过渡孔的几微米的孔隙，水流从孔隙之间流过增加了GO的吸附能力，从而起到对大分子有机物起到的机械截留作用，而且GO和MBR表面形成了截留层和浓差极化层，也具有一定的厚度，可起到多层截留作用。

参考图7～图9，确定了温度、溶解氧对NH

随着系统运行时间的增加，因为氧化石墨烯粉末颗粒的层状多孔结构，为微生物和氨氮进行反应提供了温床，可以强化微生物降解的效果，从而提高了整个系统对氨氮的去除效果。

图10为不同工艺对浊度去除率的对比情况。

开始运行时，由于膜面凝胶层尚未形成，故膜对小分子胶体物质的截留作用欠佳，导致膜出水浊度随进水浊度的变化而变化较大，随着运行时间的延长；膜面形成凝胶层，使膜的实际过滤孔径变小，增强了膜对微小胶体物质的截留作用，从而使膜出水浊度去除率增加。

图11为不同工艺对Cd

GO预处理柱02表面含有多种带负电荷表面官能团，这些官能团可以通过配位作用与废水重金属离子形成特定的配合物，能够把重金属离子固定在预处理柱表面；同时投加的GO粉末颗粒边缘及表面缺陷处引入的带负电含氧官能团，正好和负电荷的生物炭补位结合，可作为吸附位点与重金属离子络合。大大提高了重金属离子的去除效率。

对于细菌、SS和大肠菌群的含量情况，原水中的氯含量较高，因此原水中的细菌总数很少。经过预处理柱消氯后细菌总数增加。这是由于预处理柱表面提供了细菌生长的温床所致。本实验的MBR膜的孔径为0.12μm，而最小细菌的尺寸约为0.2μm左右，采用预处理柱和往MBR池投加GO后，GO和以水中其他污染物吸附后直径在0.4μm以上，因此，MBR中膜能100％地去除细菌。出水中也一直未检测出悬浮物SS和大肠菌群。说明MBR能将它们完全截留下来。

S5：获取膜通透量数值，根据膜通透量数值进行清洗操作。

本步骤具体包括以下步骤：

在第一清洗周期内采集膜通透量数值，并根据膜通透量数值进行以下清洗判断：当膜通透量数值大于膜通透量阈值时，继续根据第一清洗周期采集膜通透量数值进行比较判断；当膜通透量数值不大于膜通透量阈值时，排空MBR反应池03，进行反冲洗作业，并在作业后获取膜通透量数值与膜通透量阈值进行对比：若膜通透量数值大于膜通透量阈值，则停止反冲洗作业，若膜通透量数值不大于膜通透量阈值，则继续进行反冲洗作业，直至获取的膜通透量数值大于膜通透量阈值才停止进行反冲洗作业。

其中，当膜通透量数值不大于膜通透量阈值时，排空MBR反应池03，进行反冲洗作业，包括：关闭第二进水泵07，并排空MBR反应池03；开启第一反冲洗泵94和第二反冲洗泵95进行初次冲洗；关闭第一反冲洗泵94和第二反冲洗泵95，并向MBR反应池03中加入清洗液进行浸泡；排空清洗液，开启第一反冲洗泵94和第二反冲洗泵95进行多次末次冲洗。

反冲洗可以采用清水、弱酸或弱碱，但清洗的效果不同。参考图12，为膜在不同情况下的膜通透量情况。可以确定采用弱碱清洗效果较好。

另外，反清洗也可以定时进行，这样不用考虑实时监测进行控制，简化了清洗的过程，降低了清洗监测的成本。

综上所述，本发明所提供的实施例，其主要的有效效果有：

氧化石墨烯强化膜生物反应器通过建立GO(氧化石墨烯)预处理柱对污水进行预处理，GO具有的高比表面积、韧性、吸附力以及官能团之间的作用能够对污水中的重金属进行高效吸附，在预处理阶段能够实现污水与处理物质的有效混合和初步反应，为后续的深度处理提供了物质基础。同时通过MBR反应池的生物性过滤处理能够充分的对污水中的污染物进行去除，且由于污水充分均匀的混合，可以高效的实现对污水中的污染物的截留、降解等净化作用，形成一个高效处理重金属污水的工艺系统，实现了对重金属污水的高效处理。另外，由于处理材料易取得，并且长效稳定的存在，能够源源不断的对污水进行长效的净化，满足对重金属污水处理的生产需求。

废水处理方法通过进水过滤处理对重金属污水进行大颗粒的初步过滤处理，紧跟着进行的预处理混合处理则是将污水与GO进行充分的混合过滤处理，并形成具有生物性的混合液，随后在MBR膜反应下通过对过滤条件的合理调整来达到满足高效处理要求的污水处理效果。由于能够根据需要实时的调整过滤条件，能够充分满足污水处理的不同使用需求。另外，通过滤膜的通透量进行监测来控制反冲洗系统对膜组件04进行及时的反清洗，可以有效的避免膜组件04堵塞过滤效率降低的情况，保证整个氧化石墨烯强化膜生物反应器能够长久高效的对冲金属污水进行处理，充分满足重金属污水处理的需求。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。