Suodatinpatja on hiekan kaltainen materiaali, jota käytetään poistamaan tiettyjä materiaaleja, mukaan lukien öljyt tai kiinteät aineet, nestevirroista. Niitä käytetään yleisesti teollisuuden jätevesivirtojen puhdistamiseen, ja ne voidaan asentaa asuinrakennusten septisiin järjestelmiin. Suodatinkerrostekniikka on yleisimmin painovoimalla syötetty järjestelmä, jossa nesteet tulevat ylhäältä ja siirtyvät alaspäin pohjassa oleviin viemäreihin.
Teollinen suodatinkerrostekniikka voi käyttää suodatusmateriaalina erilaisia materiaaleja, kuten hiekkaa, huokoista maata tai hiilihelmiä. Suodatusteho riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien suodatinmateriaalin pinta -ala. Pinta -ala tarkoittaa suodatinmateriaalin kokonaispintaa, joka on kaikkien kerrokseen käytettyjen hiukkasten tai helmien kokonaispinta -ala. Tulostusmateriaalit on suunniteltu huolellisesti tarjoamaan suuria pintoja ilman, että ne ovat kooltaan liian pieniä, mikä voi johtaa tukkeutumiseen.
Viipymisaika tai kuinka kauan neste pysyy kerroksessa voi olla tärkeä suodatinjärjestelmille, jotka poistavat kemikaaleja teollisista prosessivirroista. Nesteiden jakautumisen tulee olla tasaista sängyn yläosan poikki, ja sängyn tulee olla tasainen, jotta estetään nesteen valuminen toiselta puolelta koko alueen sijasta. Sängyn tulee olla löysästi pakattu, jotta nesteet voivat liikkua vapaasti. tiiviisti pakatussa sängyssä on vähemmän pinta -alaa ja se voi tukkeutua nopeammin.
Suodatinpatjoja voidaan käyttää jatkuvasti, kuten teollisessa prosessissa voi tapahtua, tai ne voivat toimia erä- tai jaksottaisessa sovelluksessa. Esimerkki eräsuodatuksesta on suodatinpatja, jota käytetään kodin jäteveden käsittelyyn. Kun vesi valuu kotoa, se tulee ensin septiseen säiliöön, jossa kiinteät aineet erotetaan. Tästä säiliöstä poistuva neste menee usein pumppusäiliöön, joka on pienempi betonisäiliö, jonka pohjaan on upotettu pumppu.
Kun kelluva kytkin osoittaa, että pumppusäiliö on täynnä, pumppu aktivoituu ja tyhjentää sen sisällön hiekkalaatikkoon. Tämä sänky on usein rakennettu maanpinnan yläpuolelle, ja se sisältää hiekka- ja sorakerroksia, joiden pohjassa on viemäriputket ja yläosassa sumutus- tai jakeluputket. Sisään pumpattu vesi kulkee jakeluputken läpi, missä se ruiskutetaan tai tiputetaan hiekkakerrokseen.
Hiekkasuodatinpatjat ovat hyödyllisiä jätevedelle, koska ne eivät ainoastaan erota enemmän kiintoaineita, vaan myös kerroksessa olevat bakteerit ja ilma voivat auttaa hajottamaan kaikki jätevesisäiliöstä tulevat kiinteät jätteet. Viemärijärjestelmä kerää veden pohjaan, ja se yleensä lähetetään maanalaiseen jakelukenttään, jossa vesi voi päästä maahan. Hiekkasuodattimet edellyttävät satunnaista hiekan vaihtamista, kun se täyttyy kiintoaineilla, mutta nämä järjestelmät voivat tarjota vuosien luotettavaa palvelua.
Toinen suodatinkerroksen tyyppi on leijukerrossuodatin. Nämä järjestelmät voidaan suunnitella kahdella tavalla; nestettä voidaan pumpata ylös suodattimen pohjasta kerroksen nostamiseksi ja ravistamiseksi, ja ilmaa tai muuta kaasua voidaan kuplittaa suodatinsäiliön pohjaan väliaineen sekoittamiseksi. Leijutetut järjestelmät on suunniteltu ensisijaisesti kemialliseen suodatukseen, jossa tarvitaan suuri pinta -ala epäpuhtauksien tai kemikaalien poistamiseksi nestevirrasta. Ne eivät ole tehokkaita kiinteiden aineiden suodattamiseen, koska sekoitusvaikutus estäisi suodattimen vangitsemasta kiinteää materiaalia.