Greitasis smėlio filtras yra vandens valymo įrenginys, kuris naudoja smėlį ar kitą grūdėtą terpę, kad išfiltruotų vandenyje pakibusias kietąsias daleles. Šios suspenduotos kietosios medžiagos apima nešvarumus ir kitas organines medžiagas, dėl kurių vanduo atrodo drumstas arba drumstas. Greitąjį smėlio filtravimą dažniausiai naudoja komunalinių vandens valymo įrenginiai, norėdami išvalyti paviršinį ir gruntinį vandenį, skirtą geriamajam vandeniui. Jis taip pat naudojamas nuotekoms ir pramoninėms nuotekoms, kuriose yra biologinių teršalų, valyti prieš išleidžiant šias vandenis į aplinką.
Greitas smėlio filtravimas vyksta rezervuare, kuriame yra vienas ar daugiau grūdėtos terpės sluoksnių, tokių kaip smėlis, antracitas arba akmens anglis, granatas, magnetitas ar kiti mineralai. Bendras laikmenos gylis paprastai svyruoja nuo 2–6 pėdų (apie 0.6–1.8 metro). Daugelyje sistemų įeinantis vanduo arba įtekantis vanduo patenka šalia bako viršaus ir teka žemyn per terpę. Išeinantis vanduo arba nuotekos išteka per drenažo sistemą, vadinamą apatine nutekėjimo sistema, kuri yra po filtro terpės lova.
Įtekančiam srautui keliaujant per greitąjį smėlio filtrą, daugelis vandens skendinčių kietųjų dalelių įstringa virš porų arba porose tarp grūdelių. Šis įtempimo procesas yra pagrindinis mechanizmas, kuriuo kietosios dalelės pašalinamos iš vandens. Be to, suspenduotos kietosios dalelės adsorbuojamos ant grūdų paviršiaus dėl tarpmolekulinių patrauklumo jėgų. Kiti fiziniai, cheminiai ir biologiniai procesai taip pat pagerina kietųjų dalelių pašalinimą filtravimo metu.
Greitojo smėlio filtro efektyvumas labai priklauso nuo įtekančios ir grūdėtos terpės savybių. Svarbios įtakos turinčios savybės apima vandenyje esančių skendinčių kietųjų dalelių koncentracijas, tipus ir dalelių krūvius. Taip pat labai svarbus yra terpės sluoksnio gylis ir dalelių krūviai, grūdelių dydžiai ir formos.
Lygūs apvalūs grūdeliai glaudžiai susilieja ir sukuria labai mažas poras. Nelygesni grūdeliai gali sudaryti didesnes poras, bet geriau sulaiko kietas medžiagas, kai jos praeina pro šalį. Paprastai įvairių grūdelių sluoksniai naudojami siekiant pasinaudoti keliais pašalinimo mechanizmais.
Laikui bėgant greitojo smėlio filtro terpės sluoksnis užsikemša susikaupusiomis kietosiomis medžiagomis. Šiuo metu filtras išvalomas taikant procesą, vadinamą atgaliniu plovimu. Plovimo vanduo pumpuojamas aukštyn per lovą, kad pašalintų kietąsias medžiagas ir išplautų jas iš rezervuaro. Kai plovimo vanduo nusausinamas, granuliuotos medžiagos vėl nusėda į pradinius sluoksnius ir filtras vėl paruoštas naudoti.