含有悬浮颗粒的水流经滤料（石英砂或无烟煤），悬浮颗粒被截留，水得到澄清，随着过滤时间的延伸和滤料层中沉积物的积累，最后滤层被沉积物所饱和，就不能再澄清了。
双层机械过滤器是指在一台滤器筒体中装有无烟煤滤料、石英砂两种颗粒材质为滤料，上层为较粗粒径的无烟煤滤料，下层为较细粒径的石英砂滤料。过滤时，水流首先通过无烟煤滤层，水中所含的悬浮杂质机械地被截留在无烟煤表面，有的细小颗粒被水流逐渐带向下层，同时悬浮颗粒除了在较细的石英砂层堆积外，大量的悬浮粒子在无烟煤层中被吸附截留，逐渐形成立体沉淀物层，过滤过程中同样起着过滤作用。由此可知，双层机械过滤器运行中，过滤效果较单层滤料好，处理水量也随之增大。单层滤料（石英砂）过滤主要是在石英砂表面滤层内进行，过滤层面积小，水头损失大，悬浮粒子容易穿透，双层滤料（无烟煤滤料和石英砂滤料）过滤主要依靠较粗颗粒无烟煤滤料层的吸附截留作用，形成沉淀物过滤层，增加了过滤面积，水头损失小，流速可以增大，又不易穿透，产水工作周期长。