机械过滤器中采用单层滤料时，反洗后由于水力筛分的作用，使得滤料粒径沿过滤水流(自上而下)方向逐渐变大，形成上层滤料细、下层滤料粗的滤床。水流在下向流过滤中，大部分悬浮物被截留在表层，表层孔隙小易堵塞，使得水头损失迅速上升，运行周期缩短，而下层部分滤料却仍未发挥作用，去污能力未得到充分利用。为了改变单层滤料“上细下粗”的不利排列方式，可在机械过滤器中装填多种滤料，常常把采用不同粒径、不同密度滤料的机械过滤器称为多介质过滤器。
多介质过滤器的滤层组成，采用下向流时，多采用石英砂和无烟煤双层滤料。最大滤速采用12.5in/h，为加强冲洗，采用表面水冲洗和空气混合冲洗方法。
实践证明，双层滤料(上层无烟煤，下层石英砂)和单层石英砂相比，在出水水质相同时，双层滤料的滤水周期是单层滤料的1.6—2.3倍，滤料的截污能力是单层滤料的1.8~2.2倍。
多介质过滤器多采用双层滤料，双层滤料过滤器的上层可采用无烟煤，密度约为1.4—1.6，粒径约为1.6—2.0mm，无烟煤的有效粒径为石英砂的2.7倍以下。下层用石英砂，密度约为2.6，粒径0.5—0.6mm。多介质过滤器多采用双层滤料，双层滤料过滤器的上层可采用无烟煤，密度约为1.4—1.6，粒径约为1.6—2.0mm，无烟煤的有效粒径为石英砂的2.7倍以下。下层用石英砂，密度约为2.6，粒径0.5—0.6mm。