本发明涉及一种石墨烯载体的制备方法，其包括如下步骤：S1.将氧化石墨烯在水中分散，得到氧化石墨烯悬浊液；S2.将上述氧化石墨烯悬浊液逐渐滴入海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，得到前驱体溶液；S3.将所述前驱体溶液通过蠕动泵滴入到氯化钙的溶液中成型，得到石墨烯凝胶珠；S4.将所述石墨烯凝胶珠固化并干燥。本发明还涉及基于该石墨烯载体的厌氧氨氧化反应器。与此前研究采用的直接投机纳米石墨烯的方式相比，该载体应用于厌氧氨氧化反应器中，解决了纳米材料流失的问题，提升了纳米材料的利用率。该石墨烯载体有望加速反应器挂膜时间、提高厌氧氨氧化生物活性、促进功能微生物生长，从而提高反应器脱氮效率。