Het basisprincipe van waterbehandelingsapparatuur is het verwijderen of transformeren van onzuiverheden, schadelijke stoffen of opgeloste verontreinigende stoffen in ruw water door een combinatie van fysische, chemische en biologische methoden, zodat het voldoet aan de gebruiks- of lozingsnormen. Verschillende processen werken op verschillende principes:
Fysieke behandeling: Vertrouwt voornamelijk op filtratie, sedimentatie en onderschepping om scheiding te bereiken. Bij zandfiltratie en actieve koolfiltratie wordt bijvoorbeeld gebruik gemaakt van deeltjesvormige media om zwevende stoffen te adsorberen of te onderscheppen; microfiltratie, ultrafiltratie en omgekeerde osmose maken gebruik van de selectieve permeabiliteit van membranen om een fijne scheiding van watermoleculen en verontreinigende stoffen te bereiken. Dit proces verandert de eigenschappen van de verontreinigende stoffen niet, maar verwijdert ze via fysieke barrières.
Chemische behandeling: Bereikt de transformatie of verwijdering van verontreinigende stoffen door middel van reacties. Bij coagulatieprocessen worden bijvoorbeeld chemicaliën gebruikt om colloïdale deeltjes samen te voegen tot vlokken, zodat ze gemakkelijk kunnen bezinken; oxidatieprocessen (zoals desinfectie met ozon en chloor) kunnen de structuur van organisch materiaal vernietigen of micro-organismen doden; Bij ionenuitwisseling worden harsen gebruikt om calcium- en magnesiumionen in het water uit te wisselen, waardoor verzachting of ontzilting wordt bereikt. Deze methoden leggen de nadruk op chemisch gestuurde verbetering van de waterkwaliteit.
Biologische behandeling: berust voornamelijk op de metabolische afbraak van verontreinigende stoffen door micro-organismen, zoals het actiefslibproces of het membraanbioreactorproces. Micro-organismen zetten organische verontreinigende stoffen om in kooldioxide, water en andere stabiele stoffen, waardoor een onschadelijke behandeling van verontreinigende stoffen wordt bereikt. Deze methode wordt veel gebruikt bij de behandeling van huishoudelijk afvalwater en organisch industrieel afvalwater.
Samenvattend is het kernprincipe van waterbehandelingsapparatuur het stapsgewijs -voor- verwijderen van verontreinigende stoffen in verschillende vormen door een combinatie van technologieën, waarbij de waterkwaliteit geleidelijk wordt getransformeerd van 'ruw water' naar 'bruikbaar water of conform afvoerwater'.