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。儲水量雖然如此豐富，但海水就占了整個儲水量的96.5%，淡水量的全部總和只不過占總儲水量的2.53%。全球水量中對人類生存、發展的可用的水量，逐年可以得到更新的那部分淡水量卻不容樂觀。
20世紀50年代后，工業得到迅速發展，全球人口增長迅猛。一方面，人類對水資源的需求以迅猛的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染大量侵蝕原本已經稀缺的可消費水資源。有報告顯示，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。這些污水流經的亞洲城市的河流均被污染。世界上有許多國家正面臨著水資源缺失的危機：全世界有12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施，每年有300萬到400萬人死于和水相關的疾病。在過去的50年中，由水引發的沖突507起。水資源危機正威脅著世界和平和可持續發展。
怎樣應對水資源危機，成為人類研究的方向。隨著社會的發展，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，廢水也需要專業的處理設備來進行過濾和凈化。
在水質過濾的過程中，石英砂的應用是非常普遍的，有些是直接鋪在濾池中，有些則是裝填成石英砂過濾器。在裝填過濾器時，需要注意的是裝填厚度和級配順序。
石英砂濾料的粒徑太大，細小懸浮物容易穿透濾層，出水水質差；粒徑太小，雜質的穿透能力差，濾層中的污泥局部集中，濾層堵塞快，水流阻力大，過濾能耗高，過濾周期短，所以濾料的粒徑合適，過大過小均不好。同時濾料的不均勻性對設備的清洗也有影響，因為濾料顆粒差別太大會使反沖洗操作發生困難，如為使沖洗流速大粗大顆粒松動時，細小濾料可能被水流帶出過濾設備而流失。濾層厚度濾層的厚度過低，水中雜質容易穿透濾層，反沖洗周期短，操作復雜，如果濾層厚度過高，會造成過濾設備體積龐大投資高，同時反沖洗比較困難，所濾層的高度也不是越高越好。濾料的排列方式
濾層根據濾料裝填種類的數量分為單過濾器、雙層過濾器、多介質過濾器，單層濾料過濾器在水流反沖洗水力分級以后，粒徑小的濾料在上層，越往下層粒徑過大。這種濾床性能優越，截污容量大，過濾周期長，出水水質好，水頭損失增長速度慢，但在實際應用中濾料的層數不是越多越好，層數大多一是設備投資大二是增加反洗的難度，因而需要經濟與技術的合理搭配。