Гравитационный песочный фильтр – это самый старый тип крупномасштабного фильтра. В гравитационном песочном фильтре вода проходит сначала приблизительно через 36 дюймов песка, затем прежде, чем войти в под-дренажный бак через слой гравия. Песок удаляет частицы из воды до процесса адсорбции.

В отличие от других фильтров, гравитационные песочные фильтры также удаляют мутность с воды, используя биологические добавки. Слой грязи, микрочастиц, и микроорганизмов находится на верхнем слое песка. Этот слой известен как schmutzdecke, слово, которое с немецкого языка переводится, как "грязная кожа". Schmutzdecke задерживает органические биологические частицы в воде, а также очень эффективен в удалении даже очень маленьких неорганических частиц из воды. Обслуживание гравитационного песочного фильтра состоит из периодической замены песка и очистки фильтра, удаляя два дюйма песка с поверхности фильтра. После нескольких чисток новый песок добавляется на место старого.

Очистка фильтра заключается в удалении слоя schmutzdecke, без которого фильтр не производит пригодной для питья воды. После того, как была проведена очистка фильтра, он должен работать в течение двух недель с фильтрованной водой, которую пропускают через фильтр, чтобы позволить слою schmutzdecke восстановиться. В результате у завода по обработке должно быть два гравитационных песочных фильтра для непрерывной работы. Гравитационные песочные фильтры – это очень надежные фильтры, которые обычно не требуют коагуляции/образования комочков перед фильтрацией. Однако вода проходит через гравитационный песочный фильтр очень медленно. Только несколько гравитационных песочных фильтров работают в Соединенных Штатах в настоящее время, хотя этот тип фильтра более широко используется в Европе.