Filtreleme, süspansiyondaki katı parçacıkları tutmak ve sıvının geçmesine izin vermek için gözenekli bir filtre ortamı kullanan bir katı-sıvı ayırma işlemidir. Yerçekimi çökeltme yöntemiyle karşılaştırıldığında, filtrasyon işlemi sadece hızlı bir katı-sıvı ayırma hızına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda daha kapsamlı bir ayırma sağlar; bu sayede bir filtre keki ve daha az sıvı içeriğine sahip berrak bir sıvı elde edilebilir. Bu nedenle filtrasyon, evrensel ve etkili bir katı-sıvı ayırma yöntemidir. Genel olarak, filtrasyona gönderilen süspansiyona "filtre çamuru", katı parçacıkları tutan gözenekli ortama "filtre ortamı" ve filtre ortamında tutulan çökelti tabakasına "filtre keki" veya "filtre kalıntısı" denir. Berrak çözeltiye ise "filtrat" denir.
Farklı filtre malzemesi Filtre çamurunun yapısına ve katı parçacıkların boyutuna göre kullanılabilir. Filtre çamuru filtre malzemesinden geçtiğinde, katı parçacıklar tutularak bir tortu tabakası oluşturur. Filtrat, filtreleme işleminin başlangıcında genellikle bulanıktır ve filtreye geri döndürülmesi gerekir. Tortu tabakası oluştuktan sonra, filtreleme işlemi etkin bir şekilde gerçekleştirilebilir. Filtreleme işlemi sırasında, filtre kekinin kalınlığı artmaya devam eder, filtre kekinin akışkana karşı direnci de artmaya devam eder ve filtreleme hızı azalmaya devam eder. Bu nedenle, filtre ortamının akışkana karşı direnci genellikle filtre kekinin direncinden daha azdır ve filtrasyon hızı esas olarak filtre kekinin kalınlığı ve özellikleri (özellikle filtre kekinin gözenekliliği) tarafından belirlenir. Filtre kekinin gözenekliliği, katı parçacıkların şekli, parçacık boyut dağılımı, parçacık yüzey pürüzlülüğü ve parçacık doldurma yöntemleriyle ilgilidir.
Filtre kekinin özelliklerine göre, sıkıştırılabilir filtre keki ve sıkıştırılamaz filtre keki olarak ikiye ayrılabilir. Sıkıştırılamaz filtre keki esas olarak mineral parçacıklarından ve kristal çökeltilerden oluşur; akışkan direnci, filtre kekinin her iki tarafındaki basınç farkından ve parçacık birikim hızından daha az etkilenir. Sıkıştırılabilir filtre keki ise amorf çökeltilerden oluşur ve akışkan direnci, filtre keki'nin iki tarafı arasındaki basınç farkının artması ve malzeme birikim hızının artmasıyla birlikte artar.
Filtre malzemesi genellikle filtre kekinin destek yapısını oluşturur ve asıl filtreleme işlevini yerine getiren filtre kek tabakasıdır. Filtre malzemesi, yeterli mekanik mukavemete, korozyon direncine, iyi performansa ve akışkan karşısında düşük dirence sahip olmalıdır.
Yaygın olarak kullanılan üç tür filtre malzemesi vardır:
(1) Taneli filtre malzemeleri arasında çakıl, kum, cam cürufu, odun kömürü ve diyatomlu toprak vb. bulunur. Bu malzemeler sert parçacıklara sahiptir ve küçük katı parçacıklar içeren süspansiyonları arıtmak için katmanlar halinde istiflenebilir.
(2) Filtre bezi malzemeleri: Filtre bezi, metal tel ve metal olmayan tel ile dokunabilir. Yaygın olarak kullanılan metal malzemeler arasında paslanmaz çelik, pirinç, Montessori alaşımı vb. bulunurken, metal olmayan malzemeler arasında yün, pamuk, keten, naylon, plastik, cam vb. yer alır. Filtre bezi malzemesinin seçiminde, esas olarak sıvının aşındırıcılığı, katı parçacıkların çalışma sıcaklığı ve aşınma direnci gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
(3) Gözenekli katı filtre malzemeleri: Yaygın olarak kullanılanlar arasında gözenekli seramikler, gözenekli cam, gözenekli metaller, gözenekli plastikler vb. bulunur ve bunlar genellikle plaka veya boru şeklinde üretilir. Bu tür filtre malzemeleri, küçük gözenek boyutuna, yüksek mekanik mukavemete ve asit, alkali, tuz ve organik çözücülere karşı korozyon direncine sahiptir. İnce parçacıklar içeren malzemelerin filtrelenmesi için uygundur. Dezavantajı ise mikro gözeneklerin kolayca tıkanması ve filtreleme özelliğini korumak için düzenli olarak (ters yıkama veya kimyasal yöntemlerle) yenilenmesi gerekmesidir.