臭氧（O3）的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結構不穩定，很快自行分解成氧氣（O2）和單個氧原子（O）；后者具有很強的活性，對細菌有極強的氧化作用，將其殺死，多余的氧原子則會自行重新結合成為普通氧原子（O2），不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強的殺滅能力，而且對殺死霉素也很有效。

1、臭氧的滅菌機制及過程類屬于生物化學過程， 氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。

2、直接與細菌、病毒發生作用，破壞其細胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌的物質代謝生產和繁殖過程到破壞。

3、滲透胞膜組織，侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖，使細胞發生通透畸變，導致細胞溶解死亡。并且將死亡菌體內遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原（細菌病毒代謝產物、內毒素）等溶解變性滅亡。

活性炭依靠吸附和過濾作用主要去除水中的異色、異味、余氯、殘留消毒物等有機物雜質。

薄膜微孔過濾法包括三種形式：深層過濾、篩網過濾、表面過濾。

深層過濾是以編織纖維或壓縮材料制成的基質，利用隋性吸附或是捕捉方式來留住顆粒，如常用的多介質過濾或砂濾；深層過濾是一種較為經濟的方式，可去除98%以上的懸浮固體，同時保護下游的純化單元不會被堵塞，因此通常做為預處理。

表面過濾則是多層結構，當溶液通過濾膜時，較濾膜內部孔隙大的顆粒將被留下來，并主要堆積在濾膜表面上，如常用的PP纖維過濾。表面過濾可去除99.9%以上的懸浮固體，所以也可作為預處理或澄清用。

篩網濾膜基本上是具有一致性的結構，就象篩子一般，將大于孔徑的顆粒，都留在表面上（這種濾膜的孔量度是非常精準的），如超純水機終端使用的用點保安過濾器；篩網過濾微孔過濾一般被置于純化系統中的最終使用點，以去除最后的殘留微量樹脂片、碳屑、膠體和微生物。

離子交換法的原理是將水中的無機鹽陰陽離子如鈣離子Ca2+、鎂離子Mg2+、硫酸鹽SO42-、硝酸鹽NO3-等，通過與離子交換樹脂交換，使水中的陰、陽離子與樹脂中的陰陽離子相交換，從而使水得到純化。

它是以壓力為推動力，利用反滲透膜只能透水而不能透過溶質的選擇性，從含有各種無機物、有機物、微生物的水體中，提取純水的物質分離過程。反滲透膜的孔徑小于10埃（1埃等于10－10米），具有極強的篩分作用，其脫鹽率高達99％，除菌率大于99.5%。可去除水中的無機鹽、糖類、氨基酸、細菌、病毒等雜質。如果以原水水質及產水水質為基準，經過適當設計后，RO是將自來水純化的最經濟的有效方法，同時也是超純水系統最好的前處理方法。

微孔薄膜是依其過濾孔徑的大小來去除微粒，而超濾(UF)薄膜則像一個分子篩，它以尺寸為基準，讓溶液通過極微細的孔，以達到分離溶液中不同大小分子之目的。

超濾膜是一種強韌、薄、具有選擇性的通透膜，通常認為其過濾孔徑約為0.01μm，可截留某種特定大小以上的分子，包括：膠質、微生物和熱源。較小的分子，例如：水和離子，都可通過濾膜。

采用紫外燈所放射出來的254nm/185nm的紫外線可以有效的殺死細菌和降解有機物。

一種新的去離子水處理方法。又稱連續電除鹽技術，EDI裝置將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。這種方法不需再用酸堿對樹脂進行再生，環保性好。