В 1960-е годы при переводе металлообрабатывающего технологического оборудования на обеспечение оборотными водными технологическими жидкостями (ВТЖ), прежде всего смазочно-охлаждающими (СОЖ), перед промышленными машиностроительными и металлургическими предприятиями встали задачи, до конца не решенные до настоящего времени: потребовались новые технологии и реализующие их системы качественной очистки больших объемов и расходов ВТЖ (до сотен тысяч кубометров в сутки). Разработка таких технологий, ликвидирующих сбросы загрязненных жидкостей в стоки, невозможна без решения проблемы тонкой очистки больших объемов ВТЖ от механических примесей. Как правило, в системах оборота ВТЖ объединяют десятки и сотни единиц однотипного технологического оборудования. Чем больше производительность единичного фильтровального оборудования, тем легче реализуются такие технологии.
Наиболее широко для этих целей используют напорные и безнапорные объемные фильтры (рис. 1, а, б). Напорные объемные фильтры обеспечивают скорости фильтрования до 1 м/ч. Обработка ВТЖ и воды коагулянтами и флокулянтами позволяет повысить скорость фильтрования до 9–10 м/ч. Объемные фильтры, реализующие такой технологический прием, получили название скорых напорных фильтров. Удельная производительность фильтров на 1 м2 площади сечения фильтровальной загрузки (часовая удельная гидравлическая нагрузка) составляет 9–10 м3 / (ч·м2).
Цилиндрический корпус объемного скорого напорного фильтра разделяют горизонтальной перфорированной перегородкой 1 на две полости (рис. 1, а): в верхней полости 1 размещен слой гранулированной загрузки 2, а в нижней полости 3 собирается фильтрат. Загрязненная вода или ВТЖ подается в верхнюю полость под давлением р1, в нижней полости, где собирается фильтрат, давление р2 значительно меньшее. Таким образом, создается перепад давления Δр = р1 — р2 (напор). Периодически загрузка промывается водой при ее движении из нижней полости в верхнюю. При этом слой загрузки псевдоожижается (взвешивается), что облегчает его промывку от осадка механических и иных примесей. Основное отличие безнапорного объемного фильтра (рис. 1, б) от напорного заключается в том, что перепад давления в нем определяется только толщиной слоя жидкости над загрузкой (до 6 м).