深床过滤池主要采用规格以及形状较为特殊的石英砂作为滤料，在运行的过程中机理主要分为截留、吸附以及脱附等 3 个环节。

首先，截留机理。截留分为机械过滤与滤料沉积两种类型，其中，机械过滤主要是通过滤料所组成的滤床对污水中的悬浮颗粒或已沉积的颗粒物集团等粒径大于滤料筛孔尺寸的颗粒物进行截留，滤料筛孔越小截留作用越明显，反之，由粗滤料所构成的滤床截留作用较小。滤料层通过截留能够不断截留、吸附由生化处理后出水中的悬浮物以及反硝化兼性异养菌群微生物（如微球菌属、变形杆菌属、芽抱杆菌属等），且能够轻松达到污水处理对于浊度＜ 2NUT 或 SS ＜ 5mg/L（通常要求 SS＜ 2mg/L）的要求。滤料上沉积主要是由于液体流动，使得部分悬浮物穿过滤料而未被截留，此时就会沉积在滤料上。

其次，吸附机理。污水的深度处理时，颗粒物吸附于滤料表面，且在不同的滤速下滤料的吸附作用也有所不同，由此可通过控制滤速对吸附效果予以调整，从而确保污水的处理效果。该原理是由于挤压、内聚力等的作用力，使分子间因吸力而吸附即物理吸附。

另外，脱附机理。通过上述一系列反应之后，被沉积颗粒物包裹的滤料间缝隙越来越小，使得进水流速升高，滤床阻力升高。被截留的颗粒物极有可能出现脱附并被带至滤料深层累积。因此，需要在滤床的过滤作用失效前，对滤床截留颗粒物予以反冲洗，使截留的悬浮颗粒物全部冲洗出池，从而恢复滤床的过滤作用。