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所謂不銹鋼濾芯傳統深層過濾發展，系指在過濾介質的深層進行的澄清過濾過程，它是利用濾料所提供的表面積來截留濾液中的懸浮物和膠體，并將截留物儲存于床層之孔隙中的工藝過程。在不銹鋼濾芯深層過濾中，每個孔隙均具有從流經它的流體中截留懸浮顆粒的可能。

1746年，法國批準了世界上個深層過濾技術專利，1892年，英國倫敦的chelsea供水公司建成了世界上座用于實際生產的慢砂濾池，標志著深層過濾用于水處理的開始。

在傳統的不銹鋼濾芯深層過濾中，以石英砂濾料為代表的粒狀濾料應用早，也廣泛，但如前所述，粒狀濾料存在其固有缺陷：首先，常規粒狀濾料雖可通過減小粒徑的辦法來提高其濾床橫斷面上的均勻致密性和增大其比表面積，以提高過濾效果，但考慮到反沖洗效果的降低和過濾阻力的增大，粒狀濾料的粒徑小不應小于13～05mm；另外，不銹鋼濾芯粒狀濾料濾層在反沖洗時，上向流水流使砂粒處于懸浮的流化狀態，使其產生水力分級現象，即自動地重新按小顆粒在上、大顆粒在下的順序排列，從而使孔隙尺寸也從上到下逐漸增大。這樣，當下向流過濾時，水流因先經過粒徑小、孔隙尺寸也小的上部濾層，再到粒徑大、孔隙也大的下部濾層。水中懸浮顆粒大部分被截留在上部數厘米深度內，表現為懸浮固體的截留量沿濾層厚度方向呈指數級遞減，從而使濾層上部孔隙迅速被懸浮固體堵塞，濾床水頭損失迅速上升，而下部濾層大部分容積尚未發揮作用便不得不終止過濾。

石英砂等粒狀濾料濾層 “水力分級”之不足，促成了 “理想濾層”概念的提出。所謂 “理想濾層”是指在濾層中，沿過濾方向孔隙尺寸按由大到小遞減分布的濾層。按 “理想濾層”的方式進行過濾可有效地克服過濾時上部濾層水頭損失快速升高的缺點，從而使更多的懸浮物有機會進入更深的不銹鋼濾芯濾層得以截留，如此，在過濾終了時，整個濾層的效能均能得以充分發揮。“理想濾層”的概念是研究者們對濾料、濾層和過濾工藝進行不斷改進和開發的理論基礎。

基于不銹鋼濾芯“理想濾層”的概念，研究人員在20世紀50年代開發了雙層濾料，即在石英砂濾層上部堆置一層粒徑較大、密度較小的輕質濾料。使用較早也較廣泛的輕質濾料為無煙煤。不銹鋼濾芯雙層濾料在一定程度上實現了理想深層過濾，使在過濾周期內濾層的有效功能得以發揮，水頭損失增速減緩，過濾周期延長，從而提高了床層的生產能力。