水，是地球上分布最廣的自然資源，地球表面的四分之三都被水覆蓋著。儲(chǔ)水量雖然如此豐富，但海水就占了整個(gè)儲(chǔ)水量的96.5%，淡水量的全部總和只不過(guò)占總儲(chǔ)水量的2.53%。全球水量中對(duì)人類生存、發(fā)展的可用的水量，逐年可以得到更新的那部分淡水量卻不容樂觀。
20世紀(jì)50年代后，工業(yè)得到迅速發(fā)展，全球人口增長(zhǎng)迅猛。一方面，人類對(duì)水資源的需求以迅猛的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染大量侵蝕原本已經(jīng)稀缺的可消費(fèi)水資源。有報(bào)告顯示，全球每日約有200噸垃圾倒入河流和湖泊。每升廢水能夠污染8升淡水。這些污水流經(jīng)的亞洲城市的河流均被污染。世界上有許多國(guó)家正面臨著水資源缺失的危機(jī)：全世界有12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施，每年有300萬(wàn)到400萬(wàn)人死于和水相關(guān)的疾病。在過(guò)去的50年中，由水引發(fā)的沖突507起。水資源危機(jī)正威脅著世界和平和可持續(xù)發(fā)展。
怎樣應(yīng)對(duì)水資源危機(jī)，成為人類研究的方向。隨著社會(huì)的發(fā)展，用水量增加，廢水大量排放，如何把這些廢水變廢為寶，是一個(gè)永恒的課題。正如人生病了需要打針吃藥一樣，廢水也需要專業(yè)的處理設(shè)備來(lái)進(jìn)行過(guò)濾和凈化。
在水質(zhì)過(guò)濾的過(guò)程中，石英砂的應(yīng)用是非常普遍的，有些是直接鋪在濾池中，有些則是裝填成石英砂過(guò)濾器。在裝填過(guò)濾器時(shí)，需要注意的是裝填厚度和級(jí)配順序。
石英砂濾料的粒徑太大，細(xì)小懸浮物容易穿透濾層，出水水質(zhì)差；粒徑太小，雜質(zhì)的穿透能力差，濾層中的污泥局部集中，濾層堵塞快，水流阻力大，過(guò)濾能耗高，過(guò)濾周期短，所以濾料的粒徑合適，過(guò)大過(guò)小均不好。同時(shí)濾料的不均勻性對(duì)設(shè)備的清洗也有影響，因?yàn)闉V料顆粒差別太大會(huì)使反沖洗操作發(fā)生困難，如為使沖洗流速大粗大顆粒松動(dòng)時(shí)，細(xì)小濾料可能被水流帶出過(guò)濾設(shè)備而流失。濾層厚度濾層的厚度過(guò)低，水中雜質(zhì)容易穿透濾層，反沖洗周期短，操作復(fù)雜，如果濾層厚度過(guò)高，會(huì)造成過(guò)濾設(shè)備體積龐大投資高，同時(shí)反沖洗比較困難，所濾層的高度也不是越高越好。濾料的排列方式
濾層根據(jù)濾料裝填種類的數(shù)量分為單過(guò)濾器、雙層過(guò)濾器、多介質(zhì)過(guò)濾器，單層濾料過(guò)濾器在水流反沖洗水力分級(jí)以后，粒徑小的濾料在上層，越往下層粒徑過(guò)大。這種濾床性能優(yōu)越，截污容量大，過(guò)濾周期長(zhǎng)，出水水質(zhì)好，水頭損失增長(zhǎng)速度慢，但在實(shí)際應(yīng)用中濾料的層數(shù)不是越多越好，層數(shù)大多一是設(shè)備投資大二是增加反洗的難度，因而需要經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的合理搭配。