本发明涉及含重金属废水的处理方法及装置，特别是对含重金属离子、酸、碱和重金属粉末的废水的处理方法和装置。 本方法及装置既可用于铅酸蓄电池工厂的废水处理，又可用于电镀车间废水的处理。
目前国内各蓄电池厂的废水普遍采用“多步法”处理工艺流程，图1是工艺流程图。第一步，通过石灰石中和滤罐1;第二步，通过斜板沉淀器2;第三步，通过微孔滤罐3。处理后的水，各项指标可以达到国家排放标准，清水可以送回车间复用。但设备投资较高，处理水需多次提升，管理较复杂，微孔滤罐易堵塞，维修麻烦，容易影响处理效果。
国外蓄电池厂的污水处理，也大都采用“多步法”，并且大多采用压力过滤或真空过滤。图2是联邦德国哈根蓄电池公司的废水处理系统。第一步，通过中和池1;第二步，在罐2内进行凝聚反应;第三步，通过板框压滤脱水机3进行过滤及脱水。
在电镀废水处理中，一般也是采用多级处理，如气浮-过滤或者气浮-过滤-吸附等流程。
目前在给水处理技术上，有一种JCL-D200型净水器，采用物理混凝机理，可以将含有泥砂杂质的浑浊河水，经过它一次净化成清亮的自来水，但是它不能解决含量金属废水，特别是含重金属离子废水的净化问题。
本发明的任务是采用化学中和-物理混凝相结合的机理，研究新的技术参数并改进净化器的构造，简化处理工艺及操作，以达到用“一步净化法”，使含重金属废水经过一次提升，进入“一步净化罐”后排出清水，去除重金属离子，水质达到国家排放标准，送回车间复用。其目的是用较少的投资、较少的占地面积、操作方便、易于控制的方法进行含重金属废水的处理。污泥中的重金属可以进行无害化处理或回收。
图3是一步净化法工艺流程图。
图4是采用一步净化法的主体设备，一步净化罐的具体结构图。
图5～图8是一步净化罐内局部结构示意图。
一步净化法是将通常多步法加以改进、综合，将碱剂共凝、涡流混合反应、澄清、斜蜂窝沉淀、过滤等工艺汇集于一个装置内完成，图3是其流程图。进入废水池14的废水由泵1通过管道2、5打入一步净化罐6进行处理，在一步净化罐6内进行化学中和-物理混凝等反应，凝聚后的絮状物经沉淀，浓缩的污泥定期取出处理，回收重金属。清水通过溢流槽7及管8流入清水池11，清水通过管道13及泵10分两路送出。一路定期通过管道9进入反冲器以活化滤料，一路通过管道12返回车间重复使用。
一步净化法地特点在于免除了多次提升废水，采用一步净化罐代替了中和滤罐、斜板沉淀器、微孔滤罐等多台设备，降低了造价、减少了占地面积，并且简化了操作，减少了因微孔过滤堵塞造成的停工故障。
一步净化罐的结构（见图4）由外筒体24、涡流混合筒16、喇叭状反应筒18、喷咀15、斜蜂窝沉淀器17、轻质滤料20、滤头21、反冲器19等组成，组合在一个装置内，并使水在处理过程中依次进入涡流混合区、反应区、澄清区、沉淀区、过滤区及污泥浓缩区等六个作业区，对废水进行一次提升一次处理。
一步净化罐的工作原理如下（对照图3、图4）：废水通过进水管5进入一步净化罐6内的射流喷咀15而进入罐内，通过涡流混合筒16和喇叭状反应筒18进行混合和反应，这时废水中的重金属离子与碱剂的氢氧根（OH-）相结合，生成不溶于水的金属氢氧化物，并在凝聚剂的作用下，形成絮状凝聚物，通过斜蜂窝沉淀器17后，大部分沉积在污泥槽内，并随着浓度增大，比重增加，往下沉积到污泥斗24内，通过排泥管23定期排出，并回收重金属。
含絮状凝聚物较少的废水随水流上升，进入过滤区。过滤区由下述几部分组成：轻质滤料20、滤头21及水力旋转管19。废水通过过滤区经轻质滤料过滤，然后通过滤头获得处理后符合国家排放标准的清水，清水通过溢流槽7流入水管8，再进入清水池。滤料需要定期活化，由泵将清水池内清水打入清洗水管入口22。水力旋转管是由三根、四根或六根管子组成，在管子一侧打一排孔，清洗水通过入口22进入水力旋转管19，由水力反冲作用，使水力旋转管19转动，边转动边搅拌滤料，同时喷出清水清洗滤料表面，使滤料活化。
本发明采用涡流状混合筒，见图5，它由筒体25及螺旋状挡板26所组成，水在混合筒内以旋涡流前进，可提高混凝的反应效果。喇叭状反应筒（图4项18）的作用是实现水流速度由大逐渐变小，从而有利于絮状凝聚物的形成和稳定。
本发明采用带有污泥槽的斜蜂窝沉淀结构以提高沉淀效果。通常斜板沉淀器是平板结构，斜蜂窝结构是由此发展而来的，本发明则是在斜蜂窝基础上设置了污泥槽。图6是斜蜂窝沉淀器及其污泥槽的示意图。其中27为沿圆周分布的斜蜂窝，最佳倾斜角度为55～70°，28为其A向视图状况，蜂窝的有效高度和宽度约为30～50毫米，29为蜂窝结构内的污泥流槽沿着斜板的水流方向设置，在图6左侧如虚线所示，呈倾斜状态。有了此污泥槽可以有效地实现泥、水分流，显著提高沉淀效果。
本发明采用的滤头为叠板式结构，每块板的一面有若干压制的半圆形小槽，半圆形小槽的高度在0.3～0.5毫米之间，图7为板式滤头结构示意图。其中31为板，30为小槽，e为过滤缝隙，此缝隙只允许水通过，轻质滤料被挡在外面，具有较好的过滤能力。
本发明一步净化法及一步净化罐在处理含重金属废水中具有明显经济效果，废水处理能达到国家排放标准。
对含铅废水的处理，是在管3、4内（图3）加入氢氯化钠及硫酸铝，控制废液的PH值在7～8之间。对于电镀废液或其他含重金属离子的废水则分别作如下处理：对只含有酸、铅、铜、镍、锌、铁、锰等金属离子的废水，只要在废水中投加碱剂及凝聚剂即可。对含有六价铬和其他金属离子的废水，则首先要投加硫酸亚铁或焦亚硫酸钠，对含氰化物及其他铬合物状的重金属废水，则还需加次氯酸钠或漂白粉之类的氧化剂。