Există două tipuri de bază de filtrare cu nisip; filtrarea lentă cu nisip și filtrarea rapidă cu nisip. Filtrarea lentă
a nisipului este un proces biologic, deoarece folosește bacterii pentru a trata apa. Bacteriile
stabilesc o comunitate pe stratul superior de nisip și curăță apa pe măsură ce trece prin ea, prin
digerarea contaminanților din apă. Stratul de microbi se numește schumtzdecke (sau
biofilm) și necesită curățare la fiecare două luni, atunci când devine prea gros și debitul scade. După ce schumtzdecke este îndepărtat, bacteriile trebuie să fie lăsate câteva zile pentru a restabili o comunitate înainte ca filtrarea să poată fi reluată. Sistemele de filtrare lentă cu nisip sunt utilizate de mulți ani; primele sisteme au funcționat la Londra în secolul al XIX-lea. Cu toate acestea, sistemele de filtrare lentă cu nisip necesită suprafețe mari de teren pentru a funcționa, deoarece debitul de apă este cuprins între 0,1 și 0,3 metri pe oră. Din cauza suprafețelor de teren necesare și a timpilor morți pentru curățare, filtrele rapide cu nisip, care au fost dezvoltate la începutul secolului al XX-lea, sunt mult mai răspândite în prezent.
Filtrarea rapidă cu nisip este un proces fizic care îndepărtează din apă solidele în suspensie. Filtrarea rapidă cu nisip este mult mai frecventă decât filtrarea cu nisip în flux, deoarece filtrele rapide cu nisip au debite destul de mari și necesită relativ puțin spațiu pentru a funcționa. De fapt, în timpul filtrării rapide cu nisip, apa curge cu o viteză de până la 20 de metri pe oră. Filtrele sunt, în general, curățate de două ori pe zi cu ajutorul filtrelor de spălare inversă și sunt puse din nou în funcțiune imediat.
Tehnologia modernă a permis ca eficacitatea filtrării lente cu nisip să fie utilizată cu ritmul rapid și suprafața mică de teren necesară pentru filtrarea rapidă cu nisip. De fapt, după ce metodele convenționale de tratare a apei nu au reușit să trateze cu succes apa de la Saddle Lake First Nation, Dr. Hans Peterson a descoperit că un proces biologic de tratare a apei, care a încorporat aspecte atât ale filtrării lente, cât și ale filtrării rapide cu nisip, ar putea trata cu succes apa în conformitate cu Orientările canadiene privind calitatea apei potabile. Pentru mai multe informații despre modul în care a fost tratată apa din Saddle Lake, citiți fișa informativă Ultrafiltrare, nanofiltrare și osmoză inversă sau citiți articolul „Due diligence equals safe drinking water”, scris de Dr. Peterson și publicat în Aborinal Times, sau citiți „Watered Down Excuse, According to one scientist, high cost is no excuse for lack of safe drinking water in First Nations communities”, scris de Kim Peterson și publicat în The Dominion.
Capacitatea de tratare convențională, cum ar fi sedimentarea și filtrarea pe nisip, este comparată mai jos cu diferite tipuri de filtrare cu membrană, inclusiv microfiltrarea, ultrafiltrarea,
nanofiltrarea și osmoza inversă. Un sistem de filtrare cu membrană poate fi numit, de asemenea, filtru de particule
. Particulele cu un diametru mai mare de un milimetru, cum ar fi pietrișul și nisipul, sunt
eliminate prin procesul de sedimentare. Particulele cu un diametru mai mare de 100 de microni (sau 0,1 milimetru), cum ar fi nisipul fin, sunt îndepărtate prin filtrare cu nisip. Pe măsură ce dimensiunea porilor scade, o proporție mai mare de material este reținută pe măsură ce apa trece prin filtru. Adesea, se utilizează o combinație de mai multe dimensiuni de filtre, astfel încât particulele mari să nu se înfundă prea repede. Prin utilizarea unui material mai fin, cum ar fi nisipul sau argila expandată, sau prin aplicarea unui coagulant, este posibil să se elimine particulele mici cu dimensiuni cuprinse între unu și 100 de microni. Pentru mai multe informații despre alte procese cu membrană, consultați fișa informativă Ultrafiltrare, nanofiltrare și osmoză inversă.
.