單層均質(zhì)無煙煤濾料雖然有較好的過濾效果，濾層能夠充分發(fā)揮截污容量，但為了保證過濾過程的正常進(jìn)行，濾料層的厚度應(yīng)適當(dāng)增加，這樣增加了濾池的基建投資。單層級(jí)配濾料層沿過濾水流方向的濾料粒徑和孔隙尺寸都逐漸變大。當(dāng)水下向流過濾料時(shí)，水中大部分顆粒被截留在濾料層上部，濾料層上部孔隙容易堵塞，濾料層的水頭損失迅速上升，下部濾料層大部分容量尚未發(fā)揮作用就不得不終止過濾，進(jìn)行反沖洗。
水處理濾料專家許保玖認(rèn)為理想的濾層是沿著過濾的水流方向，無煙煤濾料層中的濾料粒徑和濾料顆粒間的孔隙都從大到小遞減。使得進(jìn)入濾池的水先接觸到的那部分濾料層多容納懸浮固體，在容納較
多的懸浮固體后仍然保留了一定的孔隙，允許水中的懸浮物進(jìn)入濾料層的內(nèi)部，在過濾的水頭損失達(dá)到最大值時(shí)，整個(gè)濾料層截留懸浮雜質(zhì)顆粒的能力得到充分利用。
中國市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院曾采用單層濾料做除鐵試驗(yàn)，濾柱采用直徑D=100mm的透明有機(jī)玻璃管，石英砂濾料粒徑d=0.6--1.2mm，濾料層厚度1000-1500mm，過濾速度8m/h，反沖洗強(qiáng)度12-14L/(s·m2)。原水含鐵量10-12mg/L，濾后水含鐵量<0.3mg/L，但鐵離子主要是在上層約300mm厚的濾層范圍內(nèi)被去除的，相應(yīng)工作周期只有8h。由此可見，大部分濾料層含污能力未被充分利用。試驗(yàn)中觀察:每次反沖洗結(jié)束，回落到濾層最上部的是細(xì)小的顆粒和破碎的鐵質(zhì)氧化物，厚度約80--15Omm，其比表面積大、孔隙率小、附著物鏡檢微生物十分活躍，具有極強(qiáng)的吸附氧化能力，致使大部分鐵質(zhì)在此層被去除，但無煙煤濾料濾層也因此很快被堵塞，到達(dá)期終水頭損失值，迫使過濾周期結(jié)束，不得不進(jìn)行反沖洗。
據(jù)調(diào)查，在利用石英砂單層濾料進(jìn)行地面水除濁時(shí)也有類似情況。那么在無煙煤濾料層厚度確定以后，如何使整個(gè)濾料層的含污能力充分發(fā)揮作用至關(guān)重要。無煙煤--石英砂雙層濾料濾池含污能力強(qiáng)，因而被廣泛應(yīng)用于給水處理工藝中。
