由于水颗粒都集中于滤床的表面，使过滤面积减小，滤池阻力增大，而滤床下层的大颗粒则不能充分发挥作用，使用精制无烟煤滤料的双层和三层滤料工艺则克服了上述单层砂滤料过滤的缺点，它主要利用各层滤料的不同比重特点，如三层滤料为上层用大粒径小比重的水处理无烟煤滤料（比重为1.4-1.66），中层是中粒径中比重的石英秒滤料（比重2.6），下层为小粒径、大比重的磁铁矿滤料，（比重为4.6-4.95）。由于这三种不同比重，不同粒径的滤料组成了一个均匀的理想的过滤床层，使整个滤床得以充公利用。
因三种或二种滤料比重的差别，所以在反冲洗生滤料仍按比重下沉，不混层。由于滤床的多层结构，上层颗粒大而轻，因而形成了在整个过滤深度上的体积过滤，而不是单层滤料的面积过滤，这种床层的含污能力大，过滤周期长，能提高滤水生产能力。所以在水处理滤料的使用中无烟煤滤料和石英砂滤料倍受新老客户的爱戴。