Existují dva základní typy pískové filtrace: pomalá písková filtrace a rychlá písková filtrace. Pomalá
písková filtrace je biologický proces, protože k úpravě vody využívá bakterie. Bakterie
vytvářejí společenstvo na horní vrstvě písku a při průchodu vodou ji čistí tím, že
stravují nečistoty ve vodě. Vrstva mikrobů se nazývá schumtzdecke (nebo
biofilm) a vyžaduje čištění každých několik měsíců, když příliš zhoustne a sníží se průtok. Po odstranění schumtzdecke je třeba nechat bakterie několik dní, aby znovu vytvořily společenství, a teprve poté je možné pokračovat ve filtraci. Systémy pomalé pískové filtrace se používají již mnoho let; první systémy fungovaly v Londýně v 19. století. Systémy pomalé pískové filtrace však vyžadují k provozu velké plochy, protože průtok vody se pohybuje mezi 0,1 a 0,3 metru za hodinu. Vzhledem k potřebné ploše pozemku a prostojům na čištění jsou dnes mnohem rozšířenější rychlé pískové filtry, které byly vyvinuty na počátku 20. století.
Rychlá písková filtrace je fyzikální proces, který odstraňuje z vody suspendované látky. Rychlá písková filtrace je mnohem rozšířenější než průtoková písková filtrace, protože rychlé pískové filtry mají poměrně vysoké průtoky a jejich provoz vyžaduje relativně málo místa. Ve skutečnosti při rychlé pískové filtraci voda protéká rychlostí až 20 metrů za hodinu. Filtry se obvykle čistí dvakrát denně pomocí zpětného proplachu a ihned se opět uvádějí do provozu.
Moderní technologie umožnily využít účinnost pomalé pískové filtrace při rychlém tempu a malé ploše, které vyžaduje rychlá písková filtrace. Poté, co konvenční metody úpravy vody v Saddle Lake First Nation selhaly, Dr. Hans Peterson zjistil, že biologický proces úpravy vody, který zahrnuje aspekty pomalé i rychlé pískové filtrace, může úspěšně upravit vodu na úroveň kanadských směrnic pro kvalitu pitné vody. Další informace o tom, jak byla voda v Saddle Lake upravena, naleznete v informačním listu Ultrafiltrace, nanofiltrace a reverzní osmóza nebo v článku „Due diligence equals safe drinking water“, který napsal Dr. Peterson a byl publikován v Aboriginal Times, nebo v článku Watered Down Excuse, According to one scientist, high cost is no excuse for lack of safe drinking water in First Nations communities, který napsal Kim Peterson a byl publikován v The Dominion.
Níže je porovnána schopnost konvenční úpravy, jako je sedimentace a písková filtrace, s různými typy membránové filtrace, včetně mikrofiltrace, ultrafiltrace,
nanofiltrace a reverzní osmózy. Membránový filtrační systém se může také nazývat částicový
filtr. Částice o průměru větším než jeden milimetr, jako je štěrk a písek, jsou
odstraňovány procesem sedimentace. Částice o průměru větším než 100 mikrometrů (nebo 0,1 milimetru), jako je jemný písek, se odstraňují pomocí pískové filtrace. Se zmenšující se velikostí pórů se při průchodu vody filtrem zadržuje větší podíl materiálu. Často se používá kombinace několika velikostí filtrů, aby se velké částice příliš rychle neucpaly. Použitím jemnějšího materiálu, jako je písek nebo keramzit, nebo použitím koagulantu je možné odstranit malé částice o velikosti od jednoho do 100 mikrometrů. Další informace o dalších membránových procesech naleznete v informačním listu Ultrafiltrace, nanofiltrace a reverzní osmóza.