在選擇雙層和多層濾料級(jí)配時(shí)要考慮兩個(gè)問(wèn)題:一是不同種類濾料的相互混層現(xiàn)象;二是不同種類濾料混層對(duì)濾池過(guò)濾效果的影響。
濾料的混層現(xiàn)象：從理論上說(shuō)，雙層和多層濾料的兩種不同濾料之間應(yīng)該存在一個(gè)明顯的界面，但實(shí)際生產(chǎn)中常出現(xiàn)一個(gè)上層濾料的大顆?？偸桥c下層濾料的小顆粒相互混雜的區(qū)域，稱為混層現(xiàn)象。以無(wú)煙煤濾料 --石英砂雙層濾料為例。鋪設(shè)濾料時(shí)。粒徑小、密度大的粒位于料濾層的下部，而粒徑大、密度小的無(wú)煙煤濾料粒位于濾料層的上部，該理想濾料層在反沖洗以后，有可能出現(xiàn)3種情況:一是分層正常，即上層為無(wú)煙煤濾料，下層為石英砂;二是無(wú)煙煤濾料和石英砂在煤-砂交界面上相互棍雜，可能部分混雜，也可能完全混雜;三是無(wú)煙煤濾料和石英砂分層顛倒，即上層為石英砂、下層為無(wú)煙煤。這3種情況的出現(xiàn)上要取決于交界面處的無(wú)煙煤濾料和兩種濾料的大小、形狀、密度，沖洗強(qiáng)度及沖洗閥門(mén)關(guān)閉快慢等因素。在濾料已定的情況下，界面處兩種濾料粒度的相對(duì)大小是決定因素。當(dāng)界面處無(wú)煙煤與石英砂的粒徑比約為2：1時(shí)，可以獲得清晰的交界面，當(dāng)粒徑比約為4：1時(shí)，則混層的厚度就相當(dāng)大。所以防止雙層濾料煤砂過(guò)度混雜的一般經(jīng)驗(yàn)是，煤層底部的粒徑約為砂層頂部粒徑的3倍，但由于尚無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混層的情況，對(duì)一些特殊條件下的多層濾料應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)才能確定。
濾料混層對(duì)濾池過(guò)濾效果的影響：雖然多層濾料是對(duì)理想濾料層的一種模擬，但當(dāng)兩層濾料間出現(xiàn)清晰的交界面時(shí)，濾料層的孔隙大小在交界面上下間出現(xiàn)突變，并不符合理想濾層的概念，而在兩個(gè)濾料層間出現(xiàn)一個(gè)過(guò)渡區(qū)的混層，由于混層相當(dāng)于均質(zhì)濾層，故能使整個(gè)濾料層較接近于理想濾層。但是，當(dāng)混層厚度過(guò)大，使兩層濾料的原來(lái)厚度過(guò)于縮小，失去了多層濾料的意義。也就失去了理想濾料層的意義。
有文獻(xiàn)指出，用目前采用的濾料所構(gòu)成的雙層和多層濾料，混層是一個(gè)不可避免的現(xiàn)象，濾料混層對(duì)過(guò)濾效果的影響有兩種不同的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，不僅在相鄰兩層界面處容許適度混層，對(duì)三層濾料來(lái)說(shuō)，甚至三種濾料可在蔡個(gè)濾層內(nèi)適度混層。如以無(wú)煙煤、石英砂和重質(zhì)礦石構(gòu)成的三層濾料，上層仍然以無(wú)煙煤濾料為主，中層以為主，下層以重質(zhì)礦石為主。平均濾料粒徑仍由上而下逐漸減小，這種濾料層結(jié)構(gòu)雖然比完全不混層的起始水頭損失大一些，但可避免交界面上積聚過(guò)多雜質(zhì)而使水頭損失增加較快，也可減緩水頭損失的增長(zhǎng)速度，從濾料層整體來(lái)說(shuō)。濾料層孔隙尺
寸由上而下是均勻遞減的，不存在界限分明的分界面，這種濾料層結(jié)構(gòu)能增加無(wú)煙煤濾料層的含污能力且生產(chǎn)出較好的水質(zhì)。故適度混層對(duì)過(guò)濾是有益的。實(shí)際上，把混層的厚度控制為5-10cm一般也是不容易的。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為不應(yīng)該有混層現(xiàn)象，如以無(wú)煙煤-石英砂雙層濾料來(lái)說(shuō)，無(wú)煙煤濾層起截留大量雜質(zhì)的作用，石英砂濾層則起精濾作用，而界面分層清晰，起始水頭損失將較小。
在實(shí)際應(yīng)用中多層濾料存在許多問(wèn)題，如濾料層構(gòu)造復(fù)雜;對(duì)各層濾料篩分要求精確，操作麻煩，如級(jí)配不當(dāng)，投產(chǎn)后常有相鄰兩層濾料在反沖洗時(shí)出現(xiàn)混層現(xiàn)象;施工中對(duì)墊層、各層濾料裝填要求嚴(yán)格，操作也麻煩;使用中，濾層一旦翻混或定期更換濾料更是令人頭疼;運(yùn)行中，要求更高的管理水平，如管理不當(dāng)、反沖洗強(qiáng)度控制不好，會(huì)產(chǎn)生無(wú)煙煤濾料嚴(yán)重流失現(xiàn)象，要經(jīng)常補(bǔ)充新的濾料。因?yàn)闉V料來(lái)源有限和加工復(fù)雜等因素，目前生產(chǎn)中所采用的仍然是雙層和三層濾料。
