Очищення є важливим етапом в загальному комплексі методів поліпшення якості води, тому що вона підвищує її фізичні показники. При цьому в процесі видалення з неї зважених часток віддаляється і значна частина мікроорганізмів. Таким чином, повне очищення води дозволяє легше і економічніше здійснити її знезараження. Очищення здійснюється механічним методом (відстоювання), фізичним (фільтрування) і хімічним (коагуляція).
а) Відстоювання, при якому відбувається освітлення і часткове знебарвлення води, практично здійснюється в спеціальних спорудах - відстійниках. Принцип їх дії полягає в тому, що завдяки надходженню через вузький отвір і сповільненого протіканню води у відстійнику основна маса зваженим частинок осідає на дно, однак найдрібніші частинки, у тому числі і значна частина мікроорганізмів, не встигає осісти. Процес відстоювання у відстійниках різної конструкції триває протягом 2-4-8 годин.
б) Фільтрація води - процес більш повного звільнення її від зважених часток. Вона полягає в тому, що воду пропускають через фільтруючий дрібнопористий матеріал, найчастіше через пісок з певним розміром частинок. Фільтруючи, вода залишає на поверхні і в глибині фільтруючого матеріалу зважені частинки. На водопровідних станціях фільтрація застосовується після відстоювання і коагуляції. У санітарній практиці використовуються повільні і швидкі (швидкі) фільтри.
Повільний фільтр являє собою резервуар, виготовлений з бетону або цегли, завантажений пошарово щебенем, галькою, гравієм, піском з поступово зменшуваним вгору розміром частинок. Загальний шар піску дорівнює 1-0,8 м. У дні фільтра влаштовується дренаж із залізобетонних плит або дренажних трубок з отворами. Вода пропускається через фільтр повільно зі швидкістю 0,1 - 0,3 м / год. При такій невеликій швидкості фільтрації досягається майже повне освітлення води і значне звільнення її від мікроорганізмів (99%). Фільтрація води на повільних фільтрах відбувається повільно, спокійно, фільтри забруднюються рідко, тому мають великий період роботи між чистками. Хід фільтрації близький до природної фільтрації води в природі і являє собою складний біологічний процес. У процесі фільтрування води на поверхні і у верхніх шарах фільтра з'являється так звана біологічна плівка, що утворюється шляхом затримки з води різних органічних залишків, мінеральних речовин, колоїдних частинок і більшого числа мікроорганізмів. На освіту плівки потрібно кілька днів, цей період носить назву «дозрівання» фільтра. Утворилася в результаті дозрівання фільтра біологічна плівка сприяє мінералізації органічних речовин і знищення мікрофлори.
В цілому основними факторами, що сприяють очищенню води в повільному фільтрі, є: механічна затримка зважених речовин, адсорбція, окислення (хімічна дія кисню, розчиненого у воді), ферментативна діяльність мікроорганізмів, біологічні процеси, пов'язані з життєдіяльністю найпростіших, що живуть у фільтрі. Незважаючи на високу ефективність очищення, повільні фільтри в даний час застосовуються на малих водопроводах, в сільських населених пунктах в силу їх невеликої продуктивності.
На великих водопровідних станціях в СРСР та інших країнах використовуються швидкі фільтри (рис. 7), пропускають через одиницю своєї площі в годину шар води в 50 разів більше, ніж повільні, що значно скорочує їх обсяг і вартість споруди. В результаті великого навантаження на фільтр він досить швидко забруднюється. Це вимагає періодичного промивання фільтра зворотним струмом води знизу вгору.
Рис. 7. Схема швидкого фільтра. 1 - рівень води при промиванні фільтра- 2 - рівень води при роботі фільтра- 3 - жолоб-4 - шар води-б - пісок-6 - гравій- 7 - труби дренажа- 8 -регулятор швидкісний фільтрації.