本发明属于水处理领域，提供了一种妥善处理含重金属的电池污泥制备臭氧催化剂的方法。
背景技术：
1、含重金属的电池污泥成分复杂、量多面广、难降解、不稳定、无热值且含有多种有害重金属。由于电池污泥的上述特点使得其被列入国家危险废弃物名录，如果不经适当处理任意堆放，其产生的直接后果严重。电池污泥中的重金属可以通过多种途径进入土壤和水体，造成严重的环境破坏，其对动植物及人类健康也构成威胁。
2、土壤污染：电池污泥中含有大量的有毒有害重金属物质，这些有害成分向地下水渗透，将土壤的微生物杀死，使土壤板结、土壤质量下降，甚至导致农作物枯死、草木不生，严重破坏生态平衡。另外土壤中累积的重金属物质如果通过种植在污染土壤中的瓜果、蔬菜进入人体，将危害人类健康。
3、水体污染：电池污泥对水体的污染主要表现在未妥善处理的电镀污泥经雨水淋溶后产生大量含有污染物的液体，该液体将渗入到地下水或流向四周的地表水，造成水体污染，威胁已经匮乏的淡水资源，并直接影响水生动植物赖以生存的环境，造成水质下降、水域面积逐步减少等恶劣影响。尤其是污泥中的重金属物质有可能随雨水进入淡水中，直接威胁人类饮用水源的安全。
4、人体污染：电池污泥中的重金属物质可以通过环境或食物链等方式影响到动植物生长发育及人体健康。例如：镍经皮肤吸收后可导致“镍皮肤”，对呼吸道危害较大，可导致呼吸器官障碍及呼吸道癌；六价铬可通过皮肤、呼吸道、消化道进入人体，其氧化作用对皮肤、呼吸道、肠胃有毒害作用；铅能导致心悸，红细胞增多，影响神经系统，许多重金属化合物都是“三致”物质。
5、国内外对含重金属的工业污泥处理主要包括固化/稳定化技术、重金属污泥的热处理技术和重金属污泥回收利用技术。固化/稳定化技术对污泥中的重金属进行固化稳定化处理，没有回收重金属，无法实现资源化利用; 热化学处理消耗大量能源，增加处理成本; 酸浸法、氨浸法和生物浸出法使用大最化学试剂，增加了成本，还可能会造成二次污染。对于酸浸法去除污泥中重金属的效果较好，而且时间较短，就是需要消耗大量的酸，据统计酸与干污泥质量比值为0.5-0.8，消耗酸费用为每吨干污泥220.48元，中和淋滤液中的酸消耗石灰为每吨干污泥176.40元。
6、电池生产废水处理污泥中主要成分水分占 50%-70%，钴占1%-30%，li占2%-3%，镍占3%-4%，钙、硅、铁占 8%-10%， 碳占5%-10%等，其中含有的钴、镍、铁、锂等金属是臭氧催化的有效成分。
7、臭氧催化技术是利用催化剂的催化作用促使臭氧快速分解产生具有强氧化性的羟基自由基，羟基自由基对污染物无选择性，能够实现快速高效去除水中有机物的效果。且臭氧催化氧化技术运行费用低还适于原有污水站改造，降低运营成本，满足降耗、节能的运营需要。
8、但在针对高浓度、难生化、有毒性有机废水的预处理时，臭氧催化氧化技术中常规的催化剂存在活性低、稳定性差、寿命短等问题，球状介孔载体γ- al2o3具有比表面积较大、机械强度较高、耐氧化、耐酸碱等特点，不仅能对金属活性组分起到支撑作用，还能够促进活性组分高度分散于载体上，有效提高催化剂表面活性位点的暴露量，进而加快臭氧的分解速率，提高有机污染物的矿化效率。本发明以球状γ- al2o3作为载体，电池污泥中的co、ni、fe、li等金属作为臭氧催化剂的活性组分，旨在制备出可实用化的ni-co-li- al2o3臭氧催化剂。
9、本发明提供了一种利用电池污泥制备臭氧催化剂的方法，实现电池污泥的无害化和有效成份的同步资源化。ni-co-li- al2o3臭氧催化剂可适用于鼓泡塔、固定床、流化床等多种废水处理反应器形式，应用前景广阔。
技术实现思路
1、本发明的目的之一是提供一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂的制备方法及应用，该方法工艺简单，无污染，操作可控性强。
2、为实现上述发明目的，本发明提供一种利用电池污泥制备ni-co-li-al2o3臭氧催化剂的方法，采用电池污泥消解、固液分离、提取浸渍液、浸渍、焙烧、冷却工艺制备ni-co-li-al2o3臭氧催化剂，包括如下步骤：
3、①配置电池污泥消解液；
4、②将①得到的消解液与电池污泥混合后放入微波消解设备消解；
5、③将②得到的消解样品经过抽滤、水冲实现固液分离，得到富含co、ni、fe、li等硝酸盐的浸渍液；
6、④对3-8 mmγ-al2o3进行预处理以去除表面和空隙中可能存在的可溶性杂质和粉末；
7、⑤将④得到的 γ-al2o3颗粒在室温下浸渍于③得到的浸渍液中浸渍 5-15 h并进行震荡；
8、⑥将⑤得到的样品过滤并干燥；
9、⑦将⑥得到的干燥样品置于马弗炉空气氛围中焙烧；
10、⑧将⑦所得样品至于室温冷却后即得到制备好的ni-co-li-al2o3臭氧催化剂；
11、为进一步改进，所述消解液配比为硝酸:30％双氧水=5:1 – 10:1。
12、为进一步改进，所述消解液与电池污泥按照20:1-40:1的体积混合。
13、为进一步改进，所述消解温度控制为在 403 k 保持 5 分钟，423 k 保持5 分钟，453 k 保持10分钟。
14、为进一步改进，所述微波消解设备的微波功率设置为400-1800 w。
15、为进一步改进，所述消解后的浸渍液的co、ni、fe、li等硝酸盐的质量分数为2-20wt%。
16、为进一步改进，所述γ-al2o3预处理先经超纯水洗涤若干次后在 393 k 下干燥4-6 h。
17、为进一步改进，所述γ-al2o3应在浸渍液中浸渍 5-15 h 并进行震荡。
18、为进一步改进，所述浸渍后的γ-al2o3应在 393 k 下干燥 4-6 h。
19、为进一步改进，所述γ-al2o3球状颗粒球胚的粒径为 3-8mm。
20、为进一步改进，所述浸渍后的γ-al2o3应在503-823k焙烧4-6 h。
21、本发明的目的之二是提供一种ni-co-li-al2o3臭氧催化剂，通过前述实验方式制备方法制备得来，且其原料为含有ni、co、li及其他活性金属和金属氧化物的重金属电池污泥。
22、本发明的目的之三是提供前述试验方式的ni-co-li-al2o3臭氧催化剂在有机污水处理过程中的应用。
23、本发明具有以下有益效果：利用电池污泥中ni、co、li等有效的催化元素，制备的本发明所提供的ni-co-li-al2o3臭氧催化剂，活性组分均匀分布于载体表面和内部，活性组分不易流失，使用寿命5-10年，利用率高，用量少，成本低，简单易行且经济。 同其他制备方法的臭氧催化剂相比，废水cod去除率提高30%-50%，生产成本降低60%-80%，且电池污泥得到充分利用，实现以废制废的理念。
1.一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，采用电池污泥消解、固液分离、提取浸渍液、浸渍、焙烧、冷却工艺制备ni-co-li-al2o3臭氧催化剂，包括如下几个步骤：
2.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，混合物中所述消解液配比为硝酸 :30％双氧水=5:1-10:1。
3.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，消解液与电池污泥按照20:1-40:1的体积混合。
4.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，消解温度控制为在 403 k 保持 5 分钟，423 k 保持5 分钟，453 k 保持10 分钟。
5.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，微波消解设备的微波功率设置为400-1800 w。
6.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，所述消解后的浸渍液的co、ni、fe、li等硝酸盐的质量分数为2-20 %。
7.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，γ-al2o3预处理先经超纯水洗涤若干次后在 393 k 下干燥4-6 h。
8.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，γ-al2o3应在浸渍液中浸渍 5-15 h 并进行震荡。
9.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，浸渍后的γ-al2o3应在 393 k 下干燥 4-6 h。
10.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，γ-al2o3球状颗粒球胚的粒径为 3-8mm。
11.如权利要求1所述的一种电池污泥ni-co-li-al2o3臭氧催化剂及其制备方法，其特征在于，浸渍后的γ-al2o3应在503-823k焙烧4-6 h。