公布日：2023.08.15
申請日：2023.05.29
分類號：C02F1/28(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/42(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發明涉及廢水處理技術領域，具體公開了一種碳化污泥基除氟濾料、制備方法及應用，按重量份計包括以下組分，改性后的碳化污泥50～70份，陰離子樹脂15～35份，黏土5～10份，粘結劑1～5份，造孔劑1～5份；用于對氟離子的去除、半導體芯片硅刻蝕廢水處理、玻璃刻蝕廢水處理、含氟地下水處理或礦井水處理。本發明具有資源化效果較好、成本較低和除氟功能較好的特點。
權利要求書
1.碳化污泥基除氟濾料，其特征是：按重量份計包括以下組分，改性后的碳化污泥50～70份，陰離子樹脂15～35份，黏土5～10份，粘結劑1～5份，造孔劑1～5份。
2.根據權利要求1所述的碳化污泥基除氟濾料，其特征是：按重量份計包括以下組分，改性后的碳化污泥55～65份，陰離子樹脂20～30份，黏土6～9份，粘結劑1.5～4.5份，造孔劑1.5～4.5份。
3.碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：包括以下步驟，(S01)稱取適量碳化污泥，用稀鹽酸浸泡，用無水乙醇清洗后干燥；(S02)在步驟(S01)干燥后的碳化污泥中加入氨水攪拌混合，并用無水乙醇清洗后干燥；(S03)取適量步驟(S02)干燥后的碳化污泥和適量氫氧化鈣共同置于球磨機中磨碎；(S04)配制磷酸溶液，并將步驟(S03)磨碎后的混合物置于磷酸溶液中浸泡反應；(S05)對步驟(S04)中的反應物攪拌振搗至糊狀后，干燥脫水并置于球磨機中研磨成粉狀；(S06)取適量份的陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑，與步驟(S05)中的粉狀物一起加水攪拌；(S07)將步驟(S06)中的攪拌混合物造粒成型，并將成型后的顆粒置于煅燒容器中煅燒；(S08)待步驟(S07)中的煅燒完成并冷卻后，即得碳化污泥基除氟濾料。
4.根據權利要求3所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述步驟(S01)中稀鹽酸的質量濃度為5％～15％；所述步驟(S01)中的浸泡時間為0.5h～1.5h；所述步驟(S01)中的干燥溫度為85℃～200℃；所述步驟(S02)中的干燥溫度為85℃～200℃；所述步驟(S03)中碳化污泥和氫氧化鈣的質量比為1:1～3:1；所述步驟(S04)中磷酸溶液的質量濃度為45％～55％；所述步驟(S04)中磷酸溶液的配制要求為，磷酸根離子濃度與鈣離子濃度的濃度比為0.5～0.8。
5.根據權利要求3所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述步驟(S07)中的煅燒是在阻隔氧氣條件下的煅燒；所述步驟(S07)中的煅燒溫度為300℃～350℃；所述步驟(S07)中的煅燒時間為1h～2h；所述步驟(S07)中造粒后的顆粒形狀為球形；所述步驟(S07)中造粒后的顆粒粒徑為0.3cm～0.8cm；所述步驟(S08)中的冷卻為自然冷卻至室溫；所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的堆積密度0.2g/cm3～0.8g/cm3；所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的孔隙率30％～50％。
6.根據權利要求3所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述陰離子樹脂選用強堿性陰離子交換樹脂或弱堿性陰離子交換樹脂；所述粘土選用高嶺土、膨潤土或蒙脫土的至少一種；所述粘結劑選用羧甲基纖維素、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素。
7.根據權利要求3所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述球磨機包括加工基座(1)，所述加工基座(1)兩側均設置有支撐板(2)，兩個所述支撐板(2)之間設置有球磨罩體(3)；位于一側的所述支撐板(2)上通過減速傳動組件連接有驅動軸(4)，所述驅動軸(4)固定連接有球磨倉(5)，所述球磨倉(5)內密集設置有研磨球(6)，所述球磨倉(5)一側開設有貫穿側壁的取料口(7)，所述球磨倉(5)外側壁通過轉動連接件連接有隔離環(8)和切換環(9)，所述球磨罩體(3)頂部開設有多個出球口(10)，位于出球口(10)處的所述球磨罩體(3)上設置有磁力存納件。
8.根據權利要求7所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述隔離環(8)上開設有與出球口(10)相對應的清理球口(11)，所述切換環(9)上開設有與出球口(10)相對應的出球通道(12)，所述切換環(9)上開設有與清理球口(11)相對應的聯動球口(13)，所述聯動球口(13)內設置有驅動磁力球(14)，所述切換環(9)內通過彈性聯動組件連接有水平調節軸(15)，所述水平調節軸(15)與多個驅動磁力球(14)固定連接，所述切換環(9)和隔離環(8)端部均設置有控制旋件；所述隔離環(8)套設在球磨倉(5)外側壁，所述切換環(9)套設隔離環(8)外側壁，所述球磨罩體(3)套設在切換環(9)外側壁上，所述出球口(10)、清理球口(11)和出球通道(12)內徑大小一致。
9.根據權利要求7所述的碳化污泥基除氟濾料的制備方法，其特征是：所述減速傳動組件包括設置在支撐板(2)上的減速器(16)，所述減速器(16)輸出端與驅動軸(4)連接，所述減速器(16)上固定設置有驅動電機(17)，所述驅動電機(17)輸出端與減速器(16)輸入端連接；位于取料口(7)一側的所述支撐板(2)上固定連接有支撐端蓋(18)，所述支撐板(2)上開設有貫穿支撐端蓋(18)側壁的出料口，所述出料口內設置有密封塞(19)，所述出料口與取料口(7)大小相對應。
10.碳化污泥基除氟濾料在對氟離子的去除、半導體芯片硅刻蝕廢水處理、玻璃刻蝕廢水處理、含氟地下水處理或礦井水處理中的應用。
發明內容
本發明為了解決現有對水中氟含量的去除所存在的上述技術問題，提供了一種碳化污泥基除氟濾料、制備方法及應用，它具有資源化效果較好、成本較低和除氟功能較好的特點。
本發明的第一種技術方案：碳化污泥基除氟濾料，按重量份計包括以下組分，
改性后的碳化污泥50～70份，陰離子樹脂15～35份，黏土5～10份，粘結劑1～5份，造孔劑1～5份。本發明通過選用適量份配比的改性后的碳化污泥、陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑加工混合后制成碳化污泥基除氟濾料，其中改性后的碳化污泥是以碳化污泥為基底材料改性后制成，碳化污泥中除了鈣鹽之外，還富含鐵鋁鹽，兼具混凝土的成分，具有建材的穩固性能，而且整個濾料中碳化污泥成分含量也很高，質量比例達金一半以上，實現了對碳化污泥良好的資源化應用；其中將碳化污泥改性后，其外表面將原位生成羥基磷灰石，羥基磷灰石具有良好吸附氟離子的作用，還具有置換羥基的作用，整個濾料中改性后的碳化污泥組分含量也是最高的，羥基磷灰石的含量也將很高，將使得整個濾料對廢水中的氟離子有很高的吸附量；碳化污泥中的鋁離子能與氟離子生成AlF63-,使得濾料對廢水中氟離子的吸附容量有提升促進作用；其中陰離子樹脂也具有氟離子交換功能，陰離子樹脂的加入也能較大提升整個濾料對廢水中氟離子的吸附去除功能；其中適量份黏土的加入，能增強整個濾料的硬度和穩定性，起支撐作用，能有效減緩濾料長期水中浸泡使用時存在的坍塌問題；適量份粘結劑的加入，能將混合后的各成分均勻且穩定的形成濾料整體，從而便于直接在廢水中除氟使用；適量份造孔劑的加入能使得整個濾料具有合適的孔隙率，增加廢水除氟的比表面積，提供除氟效率；通過使用本發明濾料對廢水中氟離子的去除率能達到80％以上，具有高吸附性除氟性能；本發明的除氟功能主要通過在羥基磷灰石的吸附、鐵鹽及鋁鹽的絮凝作用和陰離子樹脂的離子交換作用通過完成，就有很高的廢水除氟效能。
作為優選，按重量份計包括以下組分，
改性后的碳化污泥55～65份，陰離子樹脂20～30份，黏土6～9份，粘結劑1.5～4.5份，造孔劑1.5～4.5份。
作為優選，按重量份計包括以下組分，
改性后的碳化污泥58～62份，陰離子樹脂22～28份，黏土6.5～8.5份，粘結劑2～4份，造孔劑2～4份。
作為優選，按重量份計包括以下組分，
改性后的碳化污泥60份，陰離子樹脂25份，黏土7～8份，粘結劑3份，造孔劑3份。
作為優選，按重量份計包括以下組分，
改性后的碳化污泥60份，陰離子樹脂25份，黏土7.5份，粘結劑3份，造孔劑3份。
本發明的第二種技術方案：碳化污泥基除氟濾料的制備方法，包括以下步驟，
(S01)稱取適量碳化污泥，用稀鹽酸浸泡，用無水乙醇清洗后干燥；
(S02)在步驟(S01)干燥后的碳化污泥中加入氨水攪拌混合，并用無水乙醇清洗后干燥；
(S03)取適量步驟(S02)干燥后的碳化污泥和適量氫氧化鈣共同置于球磨機中磨碎；
(S04)配制磷酸溶液，并將步驟(S03)磨碎后的混合物置于磷酸溶液中浸泡反應；
(S05)對步驟(S04)中的反應物攪拌振搗至糊狀后，干燥脫水并置于球磨機中研磨成粉狀；
(S06)取適量份的陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑，與步驟(S05)中的粉狀物一起加水攪拌；
(S07)將步驟(S06)中的攪拌混合物造粒成型，并將成型后的顆粒置于煅燒容器中煅燒；
(S08)待步驟(S07)中的煅燒完成并冷卻后，即得碳化污泥基除氟濾料。
本發明將改性的碳化污泥外表面原位生成的羥基磷灰石，然后和陰離子樹脂按一定比例混合，陰離子樹脂具備氟離子交換功能，羥基磷灰石有吸附氟離子并有置換羥基的作用，碳化污泥中除了鈣鹽還富含鐵鋁鹽，兼具混凝的作用；其中摻入黏土、粘結劑和造孔劑，混料機均勻混合后固化成型；最終制成的濾料性能穩定，除氟效率高，解決了氟去除量低，粉末材料不易回收分離問題，適用于地下水及多種含氟工業廢水中氟去除；本發明采用隔氧條件高溫煅燒的方式，既可以避免填埋或普通焚燒對環境產生的危害風險，又不占用土地資源，產生的廢渣還可以作為建材進行資源化利用，其中廢渣中除了鈣鹽之外，還富含鐵鋁鹽，制成的建材也能滿足性能要求；整個制備過程中采用一次煅燒后冷卻成型的工藝，整個工藝步驟簡單，降低了制造成本；其中使用稀鹽酸對碳化污泥進行浸泡，能有效去除其中無用的碳酸根離子，其中的清洗標準為清除碳化污泥中的碳酸根含量為標準；進一步使用氨水處理，是為了除去其中的弱酸性雜質的同時，也使得碳化污泥表面能羥基化，便于后面的進一步改性，使用無水乙醇清洗能將雜質進行有效去除，通過無水乙醇清洗需要保證清洗數遍，盡可能完全的清除雜質；其中氫氧化鈣的加入是為了增加碳化污泥中的鈣含量，為后面的進一步改性制成羥基磷灰石吸附材料做好充分準備，充分利用碳化污泥中的鈣生成有效成分羥基磷灰石；通過配置磷酸溶液后進行浸泡反應，是為了良好的制成我們需要的羥基磷灰石，也就是改性后的碳化污泥；本發明將將廢水中的殘留污泥進行處理后制成除氟濾料，除氟濾料濾料以碳化污泥為基體，原位生成羥基磷灰石，通過摻進陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑后混合制成，碳化污泥質量比例達近一半以上，實現了碳化污泥的資源化應用；本發明整個制備方法是先對碳化污泥進行改性后成為羥基磷灰石，再與陰離子樹脂、黏土、粘結劑、造孔劑和適量水一起混合后，經造粒和煅燒后成形，整個制備過程工藝簡單，成本較低。
作為優選，所述步驟(S01)中稀鹽酸的質量濃度為5％～15％。更優選，所述步驟(S01)中稀鹽酸的質量濃度為8％～12％。更優選，所述步驟(S01)中稀鹽酸的質量濃度為10％。限定濃度的稀鹽酸能更有效去除其中無用的碳酸根離子。
作為優選，所述步驟(S01)中的浸泡時間為0.5h～1.5h。更優選，所述步驟(S01)中的浸泡時間為0.8h～1.2h。更優選，所述步驟(S01)中的浸泡時間為1h。對浸泡時間的限定，是在保證無用的碳酸根離子被有效除去的同時，兼顧時效性。
作為優選，所述步驟(S01)中的干燥溫度為85℃～200℃。更優選，所述步驟(S01)中的干燥溫度為90℃～180℃。更優選，所述步驟(S01)中的干燥溫度為100℃～160℃。更優選，所述步驟(S01)中的干燥溫度為120℃～140℃。更優選，所述步驟(S01)中的干燥溫度為130℃。此處對干燥溫度的限定，是在將物質盡快有效干燥的同時，不至于溫度過高對其中物質的穩定性造成影響。
作為優選，所述步驟(S02)中氨水的質量濃度為10％～30％。更優選，所述步驟(S02)中氨水的質量濃度為12％～28％。更優選，所述步驟(S02)中氨水的質量濃度為15％～25％。更優選，所述步驟(S02)中氨水的質量濃度為18％～22％。更優選，所述步驟(S02)中氨水的質量濃度為20％。對氨水質量濃度的限定，是在保證有效除去其中的弱酸性雜質的同時，也使得碳化污泥表面能更好的羥基化。
作為優選，所述步驟(S02)中的混合時間為0.5h～1.5h。更優選，所述步驟(S02)中的混合時間為0.8h～1.2h。更優選，所述步驟(S02)中的混合時間為1h。對混合時間的限定，是在保證有效除去其中的弱酸性雜質，使得碳化污泥表面能更好羥基化的同時，兼顧時效性。
作為優選，所述步驟(S02)中的干燥溫度為85℃～200℃。更優選，所述步驟(S02)中的干燥溫度為90℃～180℃。更優選，所述步驟(S02)中的干燥溫度為100℃～160℃。更優選，所述步驟(S02)中的干燥溫度為120℃～140℃。更優選，所述步驟(S02)中的干燥溫度為130℃。此處對干燥溫度的限定，是在將物質盡快有效干燥的同時，不至于溫度過高對其中物質的穩定性造成影響。
作為優選，所述步驟(S03)中碳化污泥和氫氧化鈣的質量比為1:1～3:1。更優選，所述步驟(S03)中碳化污泥和氫氧化鈣的質量比為1.5:1～2.5:1。更優選，所述步驟(S03)中碳化污泥和氫氧化鈣的質量比為2:1。其中對碳化污泥和氫氧化鈣質量比的限定，是在充分利用碳化污泥中的鈣生成有效成分羥基磷灰石的同時，彌補鈣含量的不足，為后面的進一步改性制成羥基磷灰石吸附材料做好充分準備。
作為優選，所述步驟(S04)中磷酸溶液的質量濃度為45％～55％。更優選，所述步驟(S04)中磷酸溶液的質量濃度為48％～52％。更優選，所述步驟(S04)中磷酸溶液的質量濃度為50％。對磷酸溶液濃度的限定能更高效的對碳化污泥進行改性，制成我們需要的羥基磷灰石。
作為優選，所述步驟(S04)中磷酸溶液的配制要求為，磷酸根離子濃度與鈣離子濃度的濃度比為0.5～0.8。更優選，所述步驟(S04)中磷酸溶液的配制要求為，磷酸根離子濃度與鈣離子濃度的濃度比為0.6～0.7。此處對磷酸根離子濃度與鈣離子濃度的濃度比限定，是為了保證磷酸根離子和鈣離子更更完全的反應后制成羥基磷灰石，不至于有過多的離子浪費。
作為優選，所述步驟(S07)中的煅燒是在阻隔氧氣條件下的煅燒。阻隔氧氣條件下的煅燒能有效防止在高溫條件下產生的氧化反應，避免額外雜質的產生，保證最終制得濾料的品質。
作為優選，所述步驟(S07)中的煅燒溫度為300℃～350℃。更優選，所述步驟(S07)中的煅燒溫度為310℃～340℃。更優選，所述步驟(S07)中的煅燒溫度為320℃～330℃。此處對煅燒溫度的限定，是在保證混合物質能良好成為高品質的除氟濾料。
作為優選，所述步驟(S07)中的煅燒時間為1h～2h。更優選，所述步驟(S07)中的煅燒時間為1.2h～1.8h。更優選，所述步驟(S07)中的煅燒時間為1.5h。此處對煅燒時間的限定，是在保證除氟濾料成品良好形成的同時，兼顧時效性。
作為優選，所述步驟(S07)中造粒后的顆粒形狀為球形。造粒為球型，是為了保證經過煅燒后各顆粒能良好結合，使得最終制得的濾料具有良好的堆積密度和孔隙率，從而具有更好的除氟效果。
作為優選，所述步驟(S07)中造粒后的顆粒粒徑為0.3cm～0.8cm。更優選，所述步驟(S07)中造粒后的顆粒粒徑為0.4cm～0.7cm。更優選，所述步驟(S07)中造粒后的顆粒粒徑為0.5cm～0.6cm。此處對造粒后顆粒粒徑的限定，也是為了保證經過煅燒后各顆粒能良好結合，使得最終制得的濾料質地更均勻，具有良好的堆積密度和孔隙率，從而具有更好的除氟效果。
作為優選，所述步驟(S08)中的冷卻為自然冷卻至室溫。自然冷卻能保證最終制成的濾料中各顆粒之間的連接處，以及顆粒的內部分子之間形成更穩定和更自然的連接關系，從兒女能更好的保證濾料的品質穩固性。
作為優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的堆積密度0.2g/cm3～0.8g/cm3。更優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的堆積密度0.3g/cm3～0.7g/cm3。更優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的堆積密度0.4g/cm3～0.6g/cm3。更優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的堆積密度0.5g/cm3。使得濾料對廢水中氟離子具有更好的吸附效果。
作為優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的孔隙率30％～50％。更優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的孔隙率35％～45％。更優選，所述步驟(S08)中碳化污泥基除氟濾料的孔隙率40％。使得濾料中具有合適的比表面積，從而能對廢水中氟離子具有更好的吸附效果。
作為優選，所述陰離子樹脂選用強堿性陰離子交換樹脂或弱堿性陰離子交換樹脂。更優選，所述陰離子樹脂選用CH-87陰離子交換樹脂。陰離子樹脂的選用類型可以根據需要靈活選擇，只要是堿性的就好了。
作為優選，所述粘土選用高嶺土、膨潤土或蒙脫土的至少一種。添加黏土的種類可以根據需要靈活選擇，具有一定的可選擇性。
作為優選，所述膨潤土為200目～400目的鈉基膨潤土。更優選，所述膨潤土為250目～350目的鈉基膨潤土。更優選，所述膨潤土為300目的鈉基膨潤土。限定類型的膨潤土，能更好增強整個濾料的硬度和穩定性。
作為優選，所述粘結劑選用羧甲基纖維素、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素。添加粘結劑的種類可以根據需要靈活選擇，具有一定的可選擇性。
作為優選，所述的造孔劑選用珍珠巖、硅藻土、稻殼、燒沸石或碳酸氫鈉。添加造孔劑的種類可以根據需要靈活選擇，具有一定的可選擇性。
作為優選，所述球磨機包括加工基座，所述加工基座兩側均設置有支撐板，兩個所述支撐板之間設置有球磨罩體；位于一側的所述支撐板上通過減速傳動組件連接有驅動軸，所述驅動軸固定連接有球磨倉，所述球磨倉內密集設置有研磨球，所述球磨倉一側開設有貫穿側壁的取料口，所述球磨倉外側壁通過轉動連接件連接有隔離環和切換環，所述球磨罩體頂部開設有多個出球口，位于出球口處的所述球磨罩體上設置有磁力存納件。本發明能可控式的靈活調整球磨機內的研磨球的數量，從而達到根據研磨過程中精度的變化，進行合理添加研磨球，相比現有技術，能顯著的提高研磨加工效率；本發明利用磁力吸附研磨球，利用驅動磁力球帶動研磨球進行轉動，實現將研磨球上的粉末進行刮除，方便研磨粉末的充分收集，并且便于對研磨球進行清理收集。
作為優選，所述隔離環上開設有與出球口相對應的清理球口，所述切換環上開設有與出球口相對應的出球通道，所述切換環上開設有與清理球口相對應的聯動球口，所述聯動球口內設置有驅動磁力球，所述切換環內通過彈性聯動組件連接有水平調節軸，所述水平調節軸與多個驅動磁力球固定連接，所述切換環和隔離環端部均設置有控制旋件。
作為優選，所述隔離環套設在球磨倉外側壁，所述切換環套設隔離環外側壁，所述球磨罩體套設在切換環外側壁上，所述出球口、清理球口和出球通道內徑大小一致。
作為優選，所述減速傳動組件包括設置在支撐板上的減速器，所述減速器輸出端與驅動軸連接，所述減速器上固定設置有驅動電機，所述驅動電機輸出端與減速器輸入端連接。
作為優選，位于取料口一側的所述支撐板上固定連接有支撐端蓋，所述支撐板上開設有貫穿支撐端蓋側壁的出料口，所述出料口內設置有密封塞，所述出料口與取料口大小相對應。密封塞的設置，能實現對出料口的關閉，此時取料口其所在位置會由于支撐端蓋和密封塞側壁的阻擋，實現密封的效果。
作為優選，所述轉動連接件包括通過第一軸承與支撐端蓋連接的內轉動環，所述內轉動環固定設置在球磨倉端部，所述內轉動環通過第二軸承與隔離環端部轉動連接，所述隔離環通過第三軸承與切換環轉動連接，所述切換環通過第四軸承與球磨罩體內側壁轉動連接。
作為優選，所述磁力存納件包括通過緊固調節件連接的收納弧形板和磁力弧形板，所述收納弧形板底部設置有對研磨球進行存放的格柵板，所述磁力弧形板上方設置有磁吸板。
作為優選，所述緊固調節件包括分別與收納弧形板和磁力弧形板連接有扇形支撐件，所述扇形支撐件上開設有弧形口，所述支撐板和收納弧形板上均螺紋連接有緊固旋鈕柱，所述緊固旋鈕柱貫穿弧形口向外延伸。使得收納弧形板與磁力弧形板之間產生轉動，并且在轉動的過程中能改變相鄰之間的位置，從而能根據取放的磁力要求和收納過程實現對收納弧形板和磁力弧形板的靈活調整，在調整的過程中只需要松動緊固旋鈕柱即可。
作為優選，所述彈性聯動組件包括開設在切換環內的豎直彈力口，所述豎直彈力口內部通過抵觸彈簧連接有彈力塊，所述彈力塊與水平調節軸轉動連接，位于聯動球口處的所述切換環上開設有供水平調節軸進行移動的調整貫穿口。
作為優選，所述水平調節軸一端貫穿切換環側壁向外延伸，并固定連接有聯動齒輪，所述支撐板上固定連接有與聯動齒輪相適配的固定齒環。在聯動球口內的驅動磁力球其會在抵觸彈簧施加給彈力塊彈力的作用下部分移動到清理球口內，當驅動磁力球不處在聯動球口內時，其會在隔離環內壁的抵觸力作用下回縮到聯動球口內，在此過程中會實現固定齒環與聯動齒輪的嚙合和脫離。
作為優選，所述控制旋件包括設置在驅動軸外側壁上的外螺紋層，所述外螺紋層螺紋連接有調節螺母環，所述調節螺母環上設置有進行旋轉的旋鈕環，所述調節螺母環外側壁通過鍵槽連接件連接有套接環，兩個所述套接環外側壁分別通過多個連接支桿與切換環和隔離環連接。
作為優選，所述鍵槽連接件包括均勻分布在調節螺母環外側壁上的多個扭矩鍵條，所述套接環內側壁開設有與扭矩鍵條相適配的鍵槽。
本發明的第三種技術方案：碳化污泥基除氟濾料在對氟離子的去除、半導體芯片硅刻蝕廢水處理、玻璃刻蝕廢水處理、含氟地下水處理或礦井水處理中的應用。
本發明具有如下有益效果：
(1)通過選用適量份配比的改性后的碳化污泥、陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑加工混合后制成碳化污泥基除氟濾料，其中改性后的碳化污泥是以碳化污泥為基底材料改性后制成，碳化污泥中除了鈣鹽之外，還富含鐵鋁鹽，兼具混凝土的成分，具有建材的穩固性能，而且整個濾料中碳化污泥成分含量也很高，質量比例達金一半以上，實現了對碳化污泥良好的資源化應用；其中將碳化污泥改性后，其外表面將原位生成羥基磷灰石，羥基磷灰石具有良好吸附氟離子的作用，還具有置換羥基的作用，整個濾料中改性后的碳化污泥組分含量也是最高的，羥基磷灰石的含量也將很高，將使得整個濾料對廢水中的氟離子有很高的吸附量；碳化污泥中的鋁離子能與氟離子生成AlF63-,使得濾料對廢水中氟離子的吸附容量有提升促進作用；其中陰離子樹脂也具有氟離子交換功能，陰離子樹脂的加入也能較大提升整個濾料對廢水中氟離子的吸附去除功能；其中適量份黏土的加入，能增強整個濾料的硬度和穩定性，起支撐作用，能有效減緩濾料長期水中浸泡使用時存在的坍塌問題；適量份粘結劑的加入，能將混合后的各成分均勻且穩定的形成濾料整體，從而便于直接在廢水中除氟使用；適量份造孔劑的加入能使得整個濾料具有合適的孔隙率，增加廢水除氟的比表面積，提供除氟效率；通過使用本發明濾料對廢水中氟離子的去除率能達到80％以上，具有高吸附性除氟性能；
(2)除氟功能主要通過在羥基磷灰石的吸附、鐵鹽及鋁鹽的絮凝作用和陰離子樹脂的離子交換作用通過完成，就有很高的廢水除氟效能；
(3)將改性的碳化污泥外表面原位生成的羥基磷灰石，然后和陰離子樹脂按一定比例混合，陰離子樹脂具備氟離子交換功能，羥基磷灰石有吸附氟離子并有置換羥基的作用，碳化污泥中除了鈣鹽還富含鐵鋁鹽，兼具混凝的作用；其中摻入黏土、粘結劑和造孔劑，混料機均勻混合后固化成型；最終制成的濾料性能穩定，除氟效率高，解決了氟去除量低，粉末材料不易回收分離問題，適用于地下水及多種含氟工業廢水中氟去除；
(4)采用隔氧條件高溫煅燒的方式，既可以避免填埋或普通焚燒對環境產生的危害風險，又不占用土地資源，產生的廢渣還可以作為建材進行資源化利用，其中廢渣中除了鈣鹽之外，還富含鐵鋁鹽，制成的建材也能滿足性能要求；整個制備過程中采用一次煅燒后冷卻成型的工藝，整個工藝步驟簡單，降低了制造成本；其中使用稀鹽酸對碳化污泥進行浸泡，能有效去除其中無用的碳酸根離子，其中的清洗標準為清除碳化污泥中的碳酸根含量為標準；進一步使用氨水處理，是為了除去其中的弱酸性雜質的同時，也使得碳化污泥表面能羥基化，便于后面的進一步改性，使用無水乙醇清洗能將雜質進行有效去除，通過無水乙醇清洗需要保證清洗數遍，盡可能完全的清除雜質；其中氫氧化鈣的加入是為了增加碳化污泥中的鈣含量，為后面的進一步改性制成羥基磷灰石吸附材料做好充分準備，充分利用碳化污泥中的鈣生成有效成分羥基磷灰石；通過配置磷酸溶液后進行浸泡反應，是為了良好的制成我們需要的羥基磷灰石，也就是改性后的碳化污泥；
(5)將將廢水中的殘留污泥進行處理后制成除氟濾料，除氟濾料濾料以碳化污泥為基體，原位生成羥基磷灰石，通過摻進陰離子樹脂、黏土、粘結劑和造孔劑后混合制成，碳化污泥質量比例達近一半以上，實現了碳化污泥的資源化應用；
(6)整個制備方法是先對碳化污泥進行改性后成為羥基磷灰石，再與陰離子樹脂、黏土、粘結劑、造孔劑和適量水一起混合后，經造粒和煅燒后成形，整個制備過程工藝簡單，成本較低。
（發明人：陶杰;謝超;王志強;侯好軒）
