Existem dois tipos básicos de filtração de areia; filtração lenta de areia e filtração rápida de areia. A filtração de areia lenta é um processo biológico, porque utiliza bactérias para tratar a água. As bactérias
estabelecem uma comunidade na camada superior da areia e limpam a água à medida que esta passa, por
digestando os contaminantes na água. A camada de micróbios é chamada de schumtzdecke (ou
biofilme), e requer limpeza a cada par de meses, quando fica muito espessa e o fluxo diminui. Após a remoção do schumtzdecke, as bactérias devem ter vários dias para restabelecer uma comunidade antes que a filtragem possa ser retomada. Os sistemas de filtração de areia lenta têm sido usados há muitos anos; os primeiros sistemas operaram em Londres no século 19. No entanto, os sistemas de filtragem de areia lenta requerem grandes áreas de terra para funcionar, porque o caudal da água está entre 0,1 e 0,3 metros por hora. Devido à área de terra que é necessária e ao tempo de paragem para limpeza, os filtros de areia rápidos, que foram desenvolvidos no início do século 20, são hoje muito mais prevalentes.
Filtragem de areia lácida é um processo físico que remove os sólidos em suspensão da água. A filtragem rápida da areia é muito mais comum do que a filtragem de areia de fluxo, porque os filtros de areia rápidos têm taxas de fluxo bastante altas e requerem relativamente pouco espaço para operar. Na verdade, durante a filtragem rápida de areia, a água flui a uma velocidade de até 20 metros por hora. Os filtros são geralmente limpos duas vezes por dia com filtros de retrolavagem e são colocados de novo em funcionamento imediatamente.
A tecnologia moderna tem permitido a eficácia da filtragem lenta de areia a ser utilizada com o ritmo rápido e a pequena área de terra necessária para a filtragem rápida de areia. De fato, depois que os métodos convencionais de tratamento de água não conseguiram tratar com sucesso a água em Saddle Lake First Nation, o Dr. Hans Peterson descobriu que um processo de tratamento biológico da água, que incorporou aspectos tanto da filtração lenta como rápida da areia, poderia tratar com sucesso a água de acordo com as Diretrizes Canadenses de Qualidade da Água Potável. Para mais informações sobre como a água de Saddle Lake era tratada, leia o folheto informativo Ultrafiltração, Nanofiltração e Osmose Reversa, ou leia o artigo “Due diligence igual a água potável segura” que foi escrito pelo Dr. Peterson e publicado no Aboriginal Times, ou leia Watered Down Excuse, Segundo um cientista, o custo elevado não é desculpa para a falta de água potável segura nas comunidades das Primeiras Nações, que foi escrito por Kim Peterson e publicado no The Dominion.
A capacidade do tratamento convencional, como sedimentação e filtração por areia, é comparada abaixo com diferentes tipos de filtração por membrana, incluindo microfiltração, ultrafiltração,
nanofiltração e osmose reversa. Um sistema de filtração por membranas também pode ser chamado de partícula
filtro. Partículas com diâmetro maior que um milímetro, como cascalho e areia, são removidas através do processo de sedimentação. Partículas com diâmetro superior a 100 microns (ou 0,1 milímetro), como areia fina, são removidas através da filtração com areia. À medida que o tamanho dos poros diminui, uma maior proporção de material é retida à medida que a água passa através do filtro. Muitas vezes, é utilizada uma combinação de vários tamanhos de filtros, para que as partículas grandes não entupam muito rapidamente. Usando material mais fino, como areia ou argila expandida, ou aplicando um coagulante, é possível remover pequenas partículas entre um e 100 microns de tamanho. Para mais informações sobre outros processos de membranas, consulte a ficha técnica de Ultrafiltração, Nanofiltração e Osmose Reversa.