فیلتراسیون یکی از قدیمی ترین روش های تصفیه آب است. در واقع فیلتراسیون مکانیزم تصفیه ی آب خود طبیعت است. در طبیعت آب ضمن عبور آرام از میان تشکیلات سنگی و شنی متخلخل داخل خاک، تمیز و تصفیه می شود. فیلتراسیون مستقیم به عنوان روشی از تصفیه است که در آن فیلتراسیون به دنبال ته نشینی نیست و حوضچه لخته سازی هم برای آن در نظر نمی گیرند. در این تحقیق تأثیر تغییر فیلترهای تک لایه ماسه سیلیسی و تبدیل آن به فیلتر های ترکیبی با توجه به پارامترهای مهم بهره برداری، مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله: کیفیت آب خروجی از صافی، طول دوره عملکرد صافی و نسبت حجم آب مصرفی برای شستشو به حجم آب تصفیه شده. برای انجام این تحقیق با ثابت نگاه داشتن میزان کدورت ورودی و دوز بهینه مواد منعقد کننده، این دو صافی در نرخ های مختلف 5،7 و10 مورد ارزیابی قرار گرفتند، یکی شامل 60 سانتیمتر ماسه سیلیسی و دیگری شامل 55 سانتیمتر ماسه سیلیسی به همراه 5 سانتیمتر ذغال آنتراسیت. نتایج حاصل از تمامی آزمایشات پایلوتی، کاهش میزان کدورت خروجی را در تمامی نرخ ها در فیلتر ترکیبی ماسه و ذغال آنتراسیت نشان می دهد که بیش ترین دامنه حذف کدورت خروجی در نرخ فیلتراسیون 7 مترمکعب بر مترمربع در ساعت به میزان 42/98 درصد بوده است. درحالی که کمترین میزان برای صافی ترکیبی ماسه و ذغال آنتراسیت برابر 06/98 درصد در نرخ فیلتراسیون 10 مترمکعب بر مترمربع در ساعت و برای صافی تک لایه ماسه ای برابر 85/97 درصد در نرخ فیلتراسیون 7 مترمکعب بر مترمربع در ساعت رخ داده است. با قیاس افت فشار در ساعات یکسان طول دوره بهره برداری در تمامی نرخ های مورد آزمایش، مشخص شد افت فشار در صافی ماسه سیلیسی نسبت به صافی ترکیبی بیشتر است. زمان کارکرد صافی در کلیه آزمایش ها به هنگام استفاده از صافی ترکیبی ذغال آنتراسیت نسبت به صافی تک لایه ماسه ای بیشتر بوده، که نشان دهنده حجم آب تصفیه شده بیشتر در صافی ترکیبی است. تحلیل نتایج کارکرد فیلتر در نرخ های مختلف، وجود یک نسبت خطی بین افزایش زمان و افزایش نرخ فیلتراسیون را در قیاس بین دو فیلتر نشان می دهد. بنابراین با افزایش نرخ فیلتراسیون ، در صورت استفاده از مصالح ترکیبی، طول دوره بهره برداری نسبت به فیلتر تک لایه ماسه ای، افزایش می یابد. نسبت حجم آب مصرف شده برای شستشوی صافی ها به مقدار آب تصفیه شده توسط آن ها یکی از بهترین شاخص های ارزیابی عملکرد صافی ها است. نتایج حاصل از آزمایش مبین آن است که با بهینه سازی فیلتر تک لایه ماسه سیلیسی به فیلتر ترکیبی در تمامی نرخ ها این نسبت به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا خواهد کرد.