深层过滤与利用筛网或纤维织物表面过滤不同，它是利用滤料间的孔隙进行过滤的过程，其特征是过滤作用产生于滤料内部，同时每个孔隙具有从流经它的流体中截留颗粒的可能性。
在深层过滤中，粒状滤料应用最早又最广泛，主要是石英砂滤料、无烟煤滤料、磁铁矿、活性炭，最近又有陶粒、聚乙烯发泡泡沫滤珠滤料等。粒状滤料由于反冲洗后的水力筛分作用，使滤料形成沿水流方向粒径由小到大的分布，过滤效率则由高而低的不合理现象，从而导致滤料层不能充分发挥过滤效果，过滤器的滤速、过滤效率和截污容量都难以得到大幅度的提高。为了克服这一缺点，人们采用多层滤料，这样做在一定程度上提高了滤速和滤料层的截污容量，延长了过滤周期。然而，在实际应用中，这种多层滤料的深层过滤器也存在明显的不足，如滤料来源受限制，加工复杂以及容易发生严重滤料混层和流失现象，从而限制了这一技术的广泛应用。
以软填料——纤维代替传统的粒状滤料是深层过滤技术发展史上的一种大胆革新。由于纤维滤料具有巨大比表面积和纤维床层的高孔隙度等突出优点，故一经应用，便显示出极大的优势。
纤维球（英文名称：fiber ball fiher sand）系用涤纶等合成纤维制成。球呈柔性，可压缩，孔隙率大，截污能力强。工作时滤层孔隙上疏下密，符合理想滤层的孔隙分布：纤维球的密度略大于水，易冲洗，并有较强的耐磨性和抗化学侵蚀能力。但纤维球内积存的泥渣难以清洗干净，过滤时纤维球被压缩变形，会释放出部分泥渣而污染过滤出水。这也是纤维球过滤性能虽然远远优于滤砂，但过滤效果与滤砂相比未能显出优势的原因所在。
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