三层滤料滤池为“反粒度”滤床。其上层为大粒径的轻质滤料；中层一般为中粒径的石英砂；下层则为小粒径的重质滤料。上层粗滤料的孔隙较大，截泥容量也大，能够截留去除水中的大部分杂质。下层细滤料的孔隙较小，比表面积大，能够截留去除水中细小的少量剩余杂质，起到精滤作用，从而保证了出水水质。这些滤床的整个深度的级配充分发挥了每层滤料的过滤作用，因此，它具有滤后水浑浊度低、过滤周期长、可作高速过滤等特点。下图表示三层滤料滤床粒径关系，图中d_1min、d_1max、d₁－50分别表示上层滤料的最小、最大、平均粒径；d_2min、d_2max、d₂－50分别表示中层滤料的最小、最大、平均粒径；d_3min、d_3max、d₃－50分别表示下层滤料的最小、最大、平均粒径。将表示平均粒径的d₁－50、d₂－50、d₃－50用虚线相连，是一个倒梯形，与常规滤层正相反，故称为“反粒度”结构。

三层滤料可分为3种类型：

（1）轻质滤料（无烟煤）－石英砂－重质滤料（石榴石、磁铁矿、钛铁矿等）。三层滤料滤床粒径分布见图2－3－18。

无混杂三层滤料滤床粒径分布

（2）聚氯乙烯－无烟煤－石英砂滤料。瑞典使用过此种滤料，上层聚氯乙烯，粒径为5mm，中层无烟煤，粒径为2～3mm，下层石英砂，粒径为1mm，各层厚度均为0.6m。

（3）轻质无烟煤－重质无烟煤－石英砂滤料。

一般常用的三层滤料的级配如下。

滤池的滤速为20～50m/h；冲洗强度为15～20L/（m²·s）；冲洗时间7min。三层滤料过滤池有防止悬浮物穿透的能力，还可以提高滤速和延长过滤周期。