Základným princípom zariadení na úpravu vody je odstraňovanie alebo premena nečistôt, škodlivých látok alebo rozpustených znečisťujúcich látok v surovej vode kombináciou fyzikálnych, chemických a biologických metód, čím sa prispôsobuje normám používania alebo vypúšťania. Rôzne procesy fungujú na rôznych princípoch:
Fyzikálne ošetrenie: Na dosiahnutie separácie sa primárne spolieha na filtráciu, sedimentáciu a zachytávanie. Napríklad piesková filtrácia a filtrácia s aktívnym uhlím využíva časticové médiá na adsorbovanie alebo zachytávanie suspendovaných pevných látok; mikrofiltrácia, ultrafiltrácia a reverzná osmóza využívajú selektívnu priepustnosť membrán na dosiahnutie jemnej separácie molekúl vody a znečisťujúcich látok. Tento proces nemení vlastnosti znečisťujúcich látok, ale odstraňuje ich cez fyzické bariéry.
Chemická úprava: Dosahuje transformáciu alebo odstránenie znečisťujúcich látok prostredníctvom reakcií. Napríklad koagulačné procesy používajú chemikálie na agregáciu koloidných častíc do vločiek na ľahké usadzovanie; oxidačné procesy (ako je dezinfekcia ozónom a chlórom) môžu zničiť štruktúru organickej hmoty alebo zabiť mikroorganizmy; iónová výmena využíva živice na výmenu iónov vápnika a horčíka vo vode, čím sa dosiahne zmäkčenie alebo odsoľovanie. Tieto metódy zdôrazňujú chemicky riadené zlepšenie kvality vody.
Biologické čistenie: Primárne sa spolieha na metabolickú degradáciu znečisťujúcich látok mikroorganizmami, ako je proces aktivovaného kalu alebo proces membránového bioreaktora. Mikroorganizmy premieňajú organické znečisťujúce látky na oxid uhličitý, vodu a iné stabilné látky, čím sa dosahuje neškodné zaobchádzanie so znečisťujúcimi látkami. Táto metóda je široko používaná pri čistení domových odpadových vôd a organických priemyselných odpadových vôd.
Stručne povedané, základným princípom zariadení na úpravu vody je dosiahnuť postupné{0}}odstránenie{1}} znečisťujúcich látok v rôznych formách pomocou kombinácie technológií, čím sa postupne zmení kvalita vody zo „surovej vody“ na „využiteľnú vodu alebo vyhovujúcu vypúšťanú vodu“.