雙層級配濾料—為了解決單層級配濾料表層堵塞的弊端和實現“反粒度”深層過濾，改善粒徑的不合理分布，采用雙層級配濾料在一定程度上優化了濾料層結構、提高了過濾速度、延長了過濾周期，而且出水水質、截污量和深度也都有顯著提高。但反沖洗后，雙層級配濾料中每一層仍表現出“正粒度”的特征，這正是其較大的癥結所在。另外，雙層級配濾料還存在反沖洗后兩種濾料相互混雜而影響過濾的情況。目前采用的雙層級配濾料主要有無煙煤—石英砂雙層濾料、活性炭—石英砂雙層濾料、陶粒—石英砂雙層濾料和陶粒—錳砂雙層濾料等。

（1）無煙煤—石英砂雙層濾料。

在成都市五水廠采用無煙煤—石英砂雙層濾料和單層石英砂濾料進行對比試驗，原水來自該水廠1#機械加速澄清池。濾料層厚度均為80cm，無煙煤濾料層厚度50cm，下層石英砂濾料層厚度30cm。實驗發現，在相同過濾速度下，對于有一定有機物污染的水，煤砂雙層濾料的綜合過濾性能優于單層石英砂濾料，煤砂雙層濾料濾床對CODMn、氨氮和色度等的去除能力顯著優于單層石英砂濾床，如煤砂雙層濾料濾床對氨氮的平均去除率為69.47%，遠高于單層石英砂濾床，煤砂雙層濾料濾床對色度的平均去除率為96.99%，比單層石英砂濾床對色度的平均去除率高出20%，出水色度低，平均僅為0.2cu，同時，其去除狀況在經歷過最初的濾床成熟期后非常穩定，而石英砂濾床去除情況波動比較大。這樣采用煤砂雙層濾料濾床可以降低消毒氯量，節省生產成本，并降低生產控制難度。

（2）活性炭—石英砂雙層濾料。

嘉興南門水廠建于20世紀年代初，采用常規工藝，設計規模為5×10⁴m³/d。因原水水質較差（超標因子為氨氮、CODMn、Mn、DO等），目前可以低負荷運行，實際生產能力約為3×10⁴m³/d。為了改善和提高水廠出水水質，考慮到場地等條件的限制，在預氧化強化混凝的基礎上，將原來的普通石英砂濾池改造為活性炭—石英砂雙層濾料濾池，上部活性炭層高70cm，下部石英砂層高30cm。進行穩定運行期后，活性炭—石英砂雙層濾料濾池可消減氨氮負荷0.70-1.30mg/L，而原石英砂濾池去除氨氮負荷只有0-0.3mg/L；活性炭—石英砂濾池對CODMn和錳的去除率為15%-22%，對錳的去除率≥90%，均遠高于原普通單層石英砂濾池對CODMn和錳的去除率，而制水成本僅增加約0.025元/m³；同時出水色度、嗅和味也有明顯改善。該技術改造與原有工藝能很好地銜接，運行管理方便，制水增加不多，比較適合老水廠技術改造。實踐證明，強化混凝—生物活性炭/砂雙濾料池組合工藝是處理低氨氮（＜1.5mg/L）、低CODMn（4-6mg/L）、低錳（＜0.7mg/L）微污染原水的經濟性選擇。

（3）陶粒—石英砂雙層濾料。

試驗采用的陶粒—石英砂雙層濾料為：石英砂厚0.45m（粒徑0.7-1.2mm），陶粒厚0.4m（粒徑1-2mm），礫石承托層厚0.35m。在進水濁度5-10NTU且呈波狀起伏的情況下，出水濁度基本在0.5NTU左右，當運行9h后，出水濁度＞1NTU；陶粒有良好的吸附、過濾以及微絮凝作用，即通過絮凝劑在濾料中就能將有機物和無機顆粒捕獲，甚至能捕獲2μm小的顆粒；出水中Fe的含量由1.04mg/L下降為0.1mg/L，即對水中Fe有很好的去除作用，且出水水質穩定；濾池的過濾速度可達到 10m/h。

為了與單層（石英砂）濾料的過濾效果比較，水廠采用單層石英砂濾料進行對比過濾試驗，石英砂（0.7-1.2mm）厚0.7mm，承托層厚0.35m，原水進水濁度為5-10NTU，濾速為8m/h，結果發現濾池的出水濁度雖然達到國家標準，但出水濁度值多在1.5-2.5NTU之間，且沒有絮凝發生，過濾運行7h后，即發生雜質穿透（出水濁度＞3NTU），因此，反沖洗周期相對較短。雙層濾料的反沖洗周期至少是單層濾料濾池的2倍。