Es gibt zwei grundlegende Arten der Sandfiltration: die langsame Sandfiltration und die schnelle Sandfiltration. Die langsame
Sandfiltration ist ein biologischer Prozess, denn sie nutzt Bakterien zur Wasseraufbereitung. Die Bakterien
bilden eine Gemeinschaft auf der obersten Sandschicht und reinigen das Wasser, während es hindurchfließt, indem sie die Verunreinigungen im Wasser
verdauen. Die Schicht aus Mikroben wird Schumtzdecke (oder
Biofilm) genannt und muss alle paar Monate gereinigt werden, wenn sie zu dick wird und die Durchflussrate sinkt. Nachdem die Schaumdecke entfernt wurde, müssen die Bakterien mehrere Tage Zeit haben, um eine neue Gemeinschaft zu bilden, bevor die Filterung wieder aufgenommen werden kann. Langsame Sandfiltrationssysteme werden schon seit vielen Jahren eingesetzt; die ersten Systeme wurden in London im 19. Für den Betrieb von Langsamsandfiltrationssystemen werden jedoch große Flächen benötigt, da die Durchflussrate des Wassers zwischen 0,1 und 0,3 Metern pro Stunde liegt. Aufgrund des Flächenbedarfs und der Stillstandszeiten für die Reinigung sind Schnellsandfilter, die Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, heute weitaus häufiger anzutreffen.
Die Schnellsandfiltration ist ein physikalisches Verfahren, das Schwebstoffe aus dem Wasser entfernt. Die Schnellsandfiltration ist weitaus verbreiteter als die Fließsandfiltration, da Schnellsandfilter eine recht hohe Durchflussrate haben und relativ wenig Platz benötigen, um betrieben zu werden. Bei der schnellen Sandfiltration fließt das Wasser mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20 Metern pro Stunde. Die Filter werden in der Regel zweimal täglich mit Rückspülfiltern gereinigt und sofort wieder in Betrieb genommen.
Moderne Technologien haben es ermöglicht, die Wirksamkeit der langsamen Sandfiltration mit der Schnelligkeit und dem geringen Flächenbedarf der schnellen Sandfiltration zu verbinden. Nachdem herkömmliche Wasseraufbereitungsmethoden das Wasser der Saddle Lake First Nation nicht erfolgreich behandeln konnten, stellte Dr. Hans Peterson fest, dass ein biologisches Wasseraufbereitungsverfahren, das sowohl Aspekte der langsamen als auch der schnellen Sandfiltration umfasst, das Wasser erfolgreich gemäß den kanadischen Richtlinien für Trinkwasserqualität aufbereiten kann. Weitere Informationen darüber, wie das Wasser des Saddle Lake aufbereitet wurde, finden Sie im Merkblatt Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose, oder lesen Sie den Artikel „Due diligence equals safe drinking water“, der von Dr. Peterson verfasst und in der Aboriginal Times veröffentlicht wurde, oder lesen Sie den Artikel Watered Down Excuse, According to one scientist, high cost is no excuse for lack of safe drinking water in First Nations communities, der von Kim Peterson verfasst und in The Dominion veröffentlicht wurde.
Im Folgenden werden die Möglichkeiten der konventionellen Aufbereitung, wie Sedimentation und Sandfiltration, mit verschiedenen Arten der Membranfiltration verglichen, darunter Mikrofiltration, Ultrafiltration,
Nanofiltration und Umkehrosmose. Ein Membranfiltrationssystem kann auch als Partikelfilter bezeichnet werden. Partikel mit einem Durchmesser von mehr als einem Millimeter, wie z.B. Kies und Sand, werden durch den Sedimentationsprozess
entfernt. Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 100 Mikrometern (oder 0,1 Millimetern), wie feiner Sand, werden durch Sandfiltration entfernt. Mit abnehmender Porengröße wird ein größerer Anteil des Materials zurückgehalten, wenn das Wasser den Filter passiert. Oft wird eine Kombination aus mehreren Filtergrößen verwendet, damit große Partikel nicht zu schnell verstopfen. Durch die Verwendung von feinerem Material wie Sand oder Blähton oder den Einsatz eines Gerinnungsmittels ist es möglich, kleine Partikel mit einer Größe von einem bis 100 Mikrometer zu entfernen. Weitere Informationen über andere Membranverfahren finden Sie im Merkblatt Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose.