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為了克服這一缺陷,在20世紀(jì)50年代，研究人員開(kāi)發(fā)了雙層濾料,即在石英砂濾層上部放置一層粒徑較大、密度較小的輕質(zhì)濾料,使用較早也較廣泛的輕質(zhì)濾料是無(wú)煙煤。后來(lái)使用的輕質(zhì)濾料還有人工陶粒、人工合成纖維等。雙層濾料過(guò)濾在一定程度上提高了濾速和過(guò)濾效率,增加了床層截污容量,延長(zhǎng)了過(guò)濾周期。雙層濾料體現(xiàn)了水先通過(guò)粗粒濾料后通過(guò)細(xì)粒濾料的理想濾層的概念?；诶硐霝V層的原理,3層濾料,即在雙層濾料下部再加一層密度大、粒徑小的濾料。這最下一層濾料一般用石榴石、磁鐵礦等。3層濾料比雙層濾料床層結(jié)構(gòu)更為合理。三層濾料是沿著雙層濾料的思路追求理想濾層的結(jié)果。隨后又出現(xiàn)了四層濾料]和5層濾料。
沿著過(guò)濾的水流方向,濾層中濾料的粒徑從大到小遞減,顆粒間孔隙也沿水流方向從大到小遞減。依此推演,濾料層數(shù)越多,濾層結(jié)構(gòu)越合理,越符合理想濾層的概念。然而在實(shí)際應(yīng)用中存在許多問(wèn)題,如相鄰兩層濾料間的混雜和濾料流失[26],加之濾料來(lái)源有限,加工復(fù)雜等因素,生產(chǎn)中所采用的仍然是雙層和3層濾料。
雙層和三層濾料濾床實(shí)質(zhì)上不過(guò)是兩個(gè)或3個(gè)不同的單層濾料濾床串聯(lián)組成,而每層內(nèi)仍存在水力篩分作用,主要擔(dān)負(fù)截污作用的仍為表面部分。20世紀(jì)80年代以來(lái),開(kāi)發(fā)應(yīng)用的均粒濾料在很大程度上解決了非均粒濾料存在的問(wèn)題,過(guò)濾速度、過(guò)濾效率及床層截污容量都得到了明顯。