水源的多样性与挑战
在现代城市中，人们对清洁水资源的需求日益增长。然而，随着人口增长和工业发展，自然水源变得越来越稀缺。此外，由于工业排放、农业使用和自然污染等因素，现有的水资源已经受到严重污染。因此，在保证供给同时还要确保水质安全是当前面临的一个重大挑战。
水处理技术的进步
为了解决上述问题，一系列先进的水处理技术得到了广泛应用。这包括物理、化学和生物过程，以去除各种杂质，如悬浮物、细菌、大气氮氧化物以及有机废弃物等。在这些过程中，不同类型的过滤器、沉淀池、高效能过滤（HEF）、逆渗透（RO）系统以及离子交换剂等都扮演着重要角色。
过滤层与膜技术
过滤层是实现初级到次级净化最为基础的一部分，它们能够有效地捕捉大颗粒物如叶子、树枝及其他可能会堵塞下一步处理设备的大块杂质。大型机械筛网或振动筛可以用来进行这一阶段。接着的是微分极限法则，即通过更小孔隙让小颗粒通过，但大颗粒仍然被阻挡。这一过程通常由称为“粗磨”的介质完成。
沉淀与沉积作用
在许多传统的饮用水生产设施中，都包含了沉淀池，这些池塘利用重力将悬浮固体从流动液体中去除。这种方法特别适用于去除含铁或含铜的地表径流中的顽固性浓缩物。当混合后，将其送入静态或旋转式沉淀池时，这些顽固性浓缩物会因为它们比清澈液体密度更高而下沉至底部，然后可以被轻松移走并处置。
高效能过滤(High Efficiency Filtration)
高效能过滤是一种较新且非常有效的手段，用以进一步提高饮用水质量。在这类系统中，被称作“活性碳”材料用于吸收不溶性的有机化合物，以及某些药品残留物。而所谓“反相色谱”则是在一定条件下使有机污染物变成可溶形式，从而便于其被捕获。
逆渗透(Reverse Osmosis)系统
逆渗透是一种强大的压力驱动手段，使得淡水穿过半透明薄膜进入另一侧，而致命之敌——盐分及其他微小污染者却无法穿越该薄膜，因此不能进入清洁区。这种方法对于那些需要极低总溶解固体(TDS)水平且不容忍任何微生物存在的人来说，是一种非常理想的手段。
