Złoża jonowymienne, to są materiały w postaci żywicy, o charakterze porowatym i  w swojej strukturze polimerowej zawierają osadzone jony, które mogą ulegać wymianie z jonami przepływającej wody. Jonity dzielimy na: Kationity (Kt) - wymieniające kationy oraz Anionity (An) - wymieniające aniony. Pojęcie dwujonit oznacza kolumnę wymiennika, gdzie umieszczono zarówno kationit oraz anionit z masą inertną (neutralną).

Demineralizacja za pomocą złóż jonowymiennych polega na usunięciu z wody związków rozpuszczonych (jonów) poprzez przepuszczenie wody kolejno przez:

• złoże kationowymienne (kationit), gdzie kationy zostają wymieniane na jony wodorowe;
• złoże anionowymienne (anionit), gdzie następuje wymiana anionów na jon wodorotlenowy;
• złoże dwujoinitu, gdzie następuje doczyszczanie pozostałej resztkowej mineralizacji.

Odpływy z tych etapów po przejściu przez nie dają praktycznie woda demineralizowaną.

Złoża jonowymienne są regenerowane kwasem (katonit) lub ługiem (anionit). Ścieki z regeneracji wymagają niewielkiej neutralizacji, gdyż w dużym stopniu neutralizują się same po zmieszaniu.

Celem dezynfekcji wody jest zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form mikroorganizmów oraz zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w systemie oczyszczania i dystrybucji wody. Jest to istotny proces ze względu na wymagania jakości wody dla konsumentów w wodzie do spożycia i zachowania bezpieczeństwa sanitarnego. Dezynfekcja może być prowadzona metodami fizycznymi (np. przez promieniowanie UV) oraz metodami chemicznymi, najczęściej dozując do wody związki chloru.

Filtracja jest procesem usuwania z wody (ścieków) cząstek stałych o średnicy powyżej 0,1 mikrometra. Proces ten odbywa się w urządzeniach zw. filtrami. Zasada działania filtra polega na tym , że woda przepływa w określonym kierunku z określona prędkością przez złoże filtracyjne, które stanowi materiał porowaty. Materiałem tym może być piasek, antracyt, węgiel aktywny, czy specjalne złoża mineralne, np. keramzyt, chalcedonit dedykowane dla określonych zanieczyszczeń. Równocześnie z filtracją mogą przebiegać inne procesy tj.: koagulacja (powierzchniowa), utlenianie (związków manganu i żelaza), sorpcja i inne.

Flotacja jest procesem odwrotnym do sedymentacji, tj. gdy faza stała (zanieczyszczenia) mają gęstość mniejszą od wody, dzięki czemu usuwana jest przez wynoszenie ku powierzchni cieczy. Jeśli wprowadzamy do układu sprężone (rozpuszczone) powietrze pod ciśnieniem, to rozprężanie powietrza w komorze flotacji powoduje łączenie się pęcherzyków z osadem (aglomeratami i kłaczkami po koagulacji) i taki układ powietrze-ciało stałe ma gęstość mniejszą od wody i można efektywniej usuwać tego typu zanieczyszczenia. Mówimy wtedy o flotacji ciśnieniowej. Proces flotacji ciśnieniowej wymaga specjalnie skonstruowanych komór flotacji, wyposażone w zgarniacz powierzchniowy osadu, komorę rozprężna i komorę osadu, natomiast cześć oczyszczonej wody z flotacji ulega recyrkulacji i służy do wytworzenia mieszanki powietrzno-wodnej za pomocą specjalnych pomp saturacyjnych.

Koagulacja w wodzie, czy ściekach polega na zmniejszeniu stopnia rozproszenia (dyspersji) układu cząstek koloidalnych i innych stałych zanieczyszczeń, w wyniku ich aglomeracji w większe skupiska, które następnie mogą być skutecznie usuwane w procesach sedymentacji, filtracji lub flotacji. Do tego celu najczęściej stosuje się koagulanty żelazowe lub glinowe. W wodzie tą metodą usuwa się najczęściej barwę (związki humusowe) i mętność (koloidy nieorganiczne), w ściekach najczęściej usuwane są emulsje olejowe (ropopochodne) i inne zemulgowane substancje hydrofobowe. Dla koagulacji wymagane są systemy dozujące koagulant oraz odpowiednie komory mieszania (komory reakcji).

Bioreaktor membranowy (MBR) jest technologią oczyszczania ścieków łączącą filtrację membranową z biologicznym procesem oczyszczania. System ten polega na rozkładaniu materii organicznej zawartej w ściekach przez mikroorganizmy a następnie przepuszczaniu oczyszczonej wody przez membranę w celu usunięcia pozostałych zawiesin i mikroorganizmów. System MBR ma zastosowanie w oczyszczaniu ścieków komunalnych i przemysłowych zawierających znaczne ilości substancji organicznych.

Mikrofiltracja jest niskociśnieniowym procesem membranowym stosowanym do usuwania z wody cząstek stałych o średnicy większej niż 0,1 µm, a więc głównie mikroorganizmów i substancji powodujących mętność wody czyli służy głównie do klarowania wody. W mikrofiltracji zastosowanie mają membrany polimerowe i ceramiczne, które oprócz dobrych właściwości separacyjno-transportowych muszą cechować się dużą odpornością chemiczną i termiczną.

Nanofiltracja zapewnia skuteczną separację jonów wielowartościowych, wirusów, bakterii i zanieczyszczeń organicznych o wymiarze poniżej 1 nm, pod znacznie mniejszym ciśnieniem niż wymagane jest dla odwróconej osmozy. W procesie nanofiltracji ciśnienie niezbędne do przebiegu procesu wynosi ok 0,5 – 3 MPa. Ze względu na dużą skuteczność proces nanofiltracji znajduje zastosowanie w oczyszczaniu wód podziemnych i powierzchniowych przeznaczonych do spożycia przez ludność.

Służy do oddzielenia wody (rozpuszczalnika) od substancji rozpuszczonej o małej masie cząsteczkowej. W procesie tym są separowane jony jedno- i wielowartościowe oraz małocząsteczkowe związki organiczne. Zjawisko osmozy polega na transporcie rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną a zatrzymywaniu substancji rozpuszczonych. W procesie stosuje się asymetryczne membrany z poliamidów aromatycznych oraz estrów celulozy, które są zdolne do zatrzymania frakcji substancji rozpuszczonej o średnicy mniejszej niż 10-3 µm. Odwrócona osmoza jest procesem wysokociśnieniowym, a wielkość ciśnienia może się zmieniać od 2 do 20 MPa. W zależności od ilości stopni odzysk wody wynosi 75 -90%.