滤层是指过滤器（池）中的过滤滤料层，它是过滤水处理过程中的关键部分。滤层的设计，应综合考虑滤料的材质、粒径及厚度等各项要求，以便使水经过过滤层后能达到所要求的处理水质。滤料层还可由不同性能滤料，按其不同比重和厚度组成多层滤料层（例如双层滤料层或三层滤料层等）。
过滤工艺
非均质滤层下向过滤
假设某水处理装置采用有效粒径约为0.55 mm的滤砂池，用一定强度的反向水流冲洗后促成了滤池的滤层膨胀。这个在原来装入滤池时为均质的砂层经受水力分级后0.3 mm的细砂在滤层的表面，而0.9 mm的颗粒则在滤层底部。这样滤料就变成非均质的，不利于滤床整个深度的利用。过滤的结果是截留的杂质都集中在滤层表面的几厘米内，并引起很大的
局部水头损失，使滤池工作周期缩短，并导致水脱气。
试验研究表明，无论是在给水处理还是在污水处理上都不同程度地存在滤床中积气的问题。滤池积气将带来三个不良影响：一是使过滤时的阻力迅速增大，大大增加了过滤时的水头损失；二是在过滤过程中，有少量气泡穿过滤层而上升至滤料表面，破坏了滤层的过滤作用；三是在反冲洗开始时，由于滤床中的气泡大量上升，导致滤床强烈搅动，极易使滤料随冲洗水流出池外，特别是对较轻的
无烟煤滤料，更容易造成滤料的流失。因此在滤池用水开始反冲洗时，不宜马上采用大强度冲洗，必须先用小强度冲洗，然后再逐渐加大，以免冲跑滤料，确保滤池正常工作。
均质滤层下向过滤
在均质深层滤池中，整个滤床深度滤料的有效粒径在开始过滤时以及冲洗以后都是不变的。这种滤池是先用气和水同时冲洗，而后在过滤介质不膨胀的条件下漂洗。在冲洗的第一阶段，反洗是与气洗相结合的，滤层并不膨胀，且当反洗流量小时，滤层反而具有一定程度的压实；空气可保证砂层的搅动是完全的，在气洗以后，砂层完全和原先一样是均匀的。在第二漂洗的阶段（从滤池中去除已从砂层洗出并聚集在水表面的污物），滤床实际上不会膨胀。
在生产过程中，采用单一介质的石英砂作为滤料，要想达到理想状态下的颗粒均匀是不容易的，这是因为砂粒不可能是完全的球状体，颗粒大小做不到完全一致。油田给水或污水处理工艺过程中大多采用水反洗滤池，由于水力筛分的结果，必然会造成最细的砂排在最上面，最粗的砂排在最下面。
多滤层过滤
这种过滤可以是向下的，也可以是向上的，其目的是避免非均质滤层滤池所固有的表面堵塞和过滤速度受到限制的缺点。
1）向下过滤
为了提高这种滤池的滤速和延长其运行时间，常用有效粒径大于其下面砂料的
轻质材料来代替上面一层细砂。这种较轻的材料一般为无烟煤，由于无烟煤的相对密度比砂小，在反冲洗后它们仍然能保留在滤池的上部，大的无烟煤粒使滤层上部形成较大的孔隙，减慢了孔隙中水流阻力增长的速度，使水中各种杂质有机会进入深层下部，使滤层得到较为充分合理的应用，从而延长过滤时间。试验和生产实践都证明，一般在相同周期下，其产水量约比砂滤料快滤池多0.5～1.0倍。对于老厂来说，把滤砂池改成双层滤料过滤是挖掘滤池潜力和提高出水量的有效途径之一。无烟煤的有效粒径较砂的有效粒径大2～3倍为宜。
选择每一滤层的粒径时，应使冲洗水流量相同时滤料膨胀程度也相同。这样可使滤料在重新开始过滤以前重新得到分级。
各种材料特别是上层滤料材料的均匀系数必须尽可能的低（不超过1.5），以防止杂质堵塞各滤层的表面。反冲洗流速的增加应与颗粒尺寸和水温成正比，每一滤层必须可以至少膨胀10%～15%。在某些场合下，必须采取措施使反冲洗水流速与水温相适应，
以便维持适当程度的膨胀且滤料又没有随排水流失的危险。在冲洗时，很难做到滤料一点不被冲走，所以每年必须补充5%～7%的滤料。在实际应用中，也有用3层或4层密料组成的滤池，相对密度越大且颗粒越小的放在滤床的最底层，例如相对密度为4.2的磁铁砂被用作砂层下的滤料。这种多层滤池和双层滤池一样可改善杂质向深层渗入的情况，但是无论哪种滤池都不能解决必须进行反冲洗这一固有缺点。
2）向上过滤
在这种系统中，滤床粒径自底部至顶部逐渐减小，目的还是使杂质能够渗入滤床源部，以便尽量利用过滤体和延长过滤周期。另外，由于水自底部向上流，因而砂层会承受一种浮力作用，这种作用随水头损失的增加而增大，可使滤床上部的细砂产生局部膨胀区，在恢复过滤以前，滤床会泄漏几分钟。为克服这一缺点，常在顶部埋置固定在边缘上有扁平栅条构成的水平格栅，用以稳定细砂。
这种格栅系统不能完全消除不希望有的突然膨胀，这种膨胀主要是在过滤水流量急剧或大幅度增加致使滤速加速时发生。为了进一步克服该缺点，应当采用更深的砂层。
每个滤池都必须装有流速测量装置和过滤水量计算仪表，以便根据过滤水量而不是水头损失来确定是否需要冲洗；必须制定严格的操作规程，以保证流量的缓慢变化。由于上向流滤池本身存在的问题尚未得到很好的解决，故在我国很少采用上向流滤池。
3）双向流过滤
双向流式滤池是上向流滤池的改进形式，试图用池中的分流（从顶部向下流与从底部向上流）来截住上向流的滤池。双向流式滤池主要用于荷兰和苏联，在我国大庆油田也有应用。双向流式滤池允许过滤工作从两个相对的方向同时进行，其容量相等，从而使结构上和排水系统上都得到某些节省。
双向流式滤池存在一个固有的局限性，不能用以生产特别高质量出水。单一滤料双向流式滤池的最细滤料放在上半部下向流滤床的顶部。这使滤床的上半部构成一个快滤池或表面式过滤池，由它得出的水的质量最好也不会超过
普通快滤池的水质；滤池的下半部是一个由粗到细的滤池，但在滤床上部出口处的最细颗粒比普通快滤池中成功应用的最细颗粒还要粗。显然，从这个滤床出来的水比下向流滤池产生的水质要差一些。双向流式双层滤料滤池构造比单一滤料双向式滤床要好，其优点是把细砂放在更靠近中间收集管的地方，这样便在由粗到细单一滤料（砂）的上向流床之上组成一个双层滤料（煤一砂）的下向流滤床，最细砂粒的粒度根据实际应用情况决定，这一点上仍有局限性，如果砂粒比普通快滤池中的砂更细，由于必须使它在滤床的下半部构成最好的上向流滤池，则在反冲洗时砂粒会由于太细而被过多地提升到煤层中去。如果要使砂粒的级配在上半部适合于双层滤料滤床，那么砂粒就显得太粗，而使下半部滤床上向流过滤得不到最佳过滤效果，不论哪一半出来的水质都比不上混合滤料滤池的出水水质，对于这样一个双重问题，很难简单地解决。
滤池滤料
滤池是通过滤层来去除悬浮固体的，滤层由滤料组成。滤料的最基本功能是提供黏附水中悬浮同体所需要的面积，除了长期使用的天然砂以外，将石英石、无烟煤、大理石、向云石、花岗石、石榴石、磁铁矿、钛铁矿等
天然材料加工成合乎规格的颗粒，同样也可以作为滤料。
无机材料经烧结、破碎后，也可制成滤料，如
陶粒滤料和陶瓷滤料。用人丁合成的粒状材料作滤料是对传统的滤料概念的一次扩大，反映了对滤料基本功能的深化认识，相对密度小于1的聚苯乙烯发泡塑料珠以及比重略大于1的柱状聚苯乙烯粒即属于这类滤料。前者用于反向过滤，后者曾用作五层滤料的第一层。孔隙率高达90%的
开孔泡沫塑料块直接作滤层，可以说是对传统粒状滤料概念的一种新的理解。这种塑料对黏着悬浮同体所提供的不是它的孔隙表面积，而是塑料块的内表面积。
（1）具有足够的机械强度，以免在冲洗的过程中，滤料出现明显的磨损和破碎。磨损和破碎一方面使滤料粒径变小，增加滤层的水头损失；另一方面，破碎的细粒还可能进入滤出水中，或者冲洗时随冲洗水流出滤池，增加了滤料的损耗。
（2）具有足够的
化学稳定性，以使在过滤的过程中，滤料不致发生溶解现象而引起水质的恶化。严格来说，一般滤料都有极微舒的溶解现象，但一般不影响用水的水质要求。例如常用的石英砂微溶于碱性水，但生活用水对
二氧化硅的含量没有严格要求，所以石英砂作为滤料是没有问题的。但某些工业用水（如锅炉补充用水）对于SiO2的含量有严格要求时，用无烟煤代替石英砂作为滤料就比较合适。
（3）能就地取材，价廉。给水处理，最常用的滤料是石英砂，它可以是河砂或海砂，也可以是采砂场取得的砂。
（4）外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。这是因为，球状颗粒问的孔隙比较大，表面粗糙的颗粒，其比表面积比较大，棱角处吸附力最强。
清洗
过滤装置冲洗的目的是除去滤层中所截留的污物，使过滤装置恢复过滤能力。冲洗方法通常采用水流自下而上的反冲洗，简称反洗。常用的反冲洗方法有以下三种：一是高速水流反冲洗：二是先用空气搅动后再用高速水流反冲洗；三是表面水冲洗辅助的高速水流反冲洗。
普遍认为，无论是水反冲洗或气、水联合的反冲洗，截留在滤层中的污物，主要是在水流剪切力和滤料颗粒间碰撞摩擦双重作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水带出过滤装置。剪切力与冲洗流速和滤层膨胀率有关，冲洗流速过小，滤层孔隙中水流剪切力小，冲洗流速过大，滤层膨胀率过大，滤层孔隙中水流剪切力也会降低。
另外，反冲洗时滤料颗粒间相互碰撞摩擦几率也与滤层膨胀率有关。膨胀率过大，由于滤料颗粒过于离散，碰撞摩擦几率会减少；膨胀率过小，水流紊动强度过小，同样也会导致碰撞摩擦几率的下降。因此，应控制合适的滤层膨胀，保证有足够大的水流剪切力和滤料颗粒间的碰撞摩擦几率，从而获得良好的反冲洗效果。