تصفیه آب به کمک فیلترها و مواد شیمیایی مختلف انجام می‌شود. قرار گرفتن فیلترهای پیش تصفیه، مواد شیمیایی پیش تصفیه، فیلتر ممبران و دیگر موارد تصفیه کننده آب که در صورت نیاز به دستگاه اضافه می‌شوند، باعث تولید آبی با خلوص بالا می‌شود. این آب برای کاربردهای مختلف از صنایع گرفته تا تامین آب آشامیدنی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
مواد شیمیایی مختلفی در تصفیه آب و تبدیل آب به حالتی که قابلیت ورود به فیلترهای تصفیه آب را داشته باشد، نقش دارند. از جمله مهم‌ترین مواد شیمیایی تصفیه آب می توان به کربن اکتیو، رزین سختی گیر، آنتی اسکالانت و ... اشاره کرد.
هر یک از این مواد شیمیایی که اغلب در پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شوند، برای از بین بردن نوع مشخصی از آلاینده‌های آب کاربرد دارند. مجموعه این مواد در کنار فیلترهای پیش تصفیه و هم چنین عملکرد فوق العاده فیلتر ممبران برای از بین بردن آلاینده‌های آب با دقت 0.0001 میکرون باعث تولید آبی با خلوص بالا می‌شود.
تصفیه آب صحیح و اصولی باید بر اساس نیاز مشتری و نوع کاربرد انجام شود. بنابراین نیاز به طراحی و در نظر گرفتن پارامترهای زیادی دارد. برای این که تصفیه آب به طور صحیح و کامل انجام شود، ابتدا باید در مراحل مختلف پیش تصفیه آب را برای ورود به مرحله اصلی فیلتراسیون توسط فیلترهای ممبران آماده کنیم.
برخی از انواع آلاینده ها که نیاز به تصفیه و جداسازی از آب را دارند، شامل موارد زیر می‌شوند:
1- ذرات معلق و درشت آب که باعث کدورت آن می‌شوند. این مواد آلاینده در اولین مرحله از فیلتراسیون آب توسط فیلتر شنی و سیلیس از آب حذف می‌شوند.
2- آلاینده‌هایی که باعث طعم، بو و مزه نامطلوب در آب می‌شوند. برای حذف این نوع آلاینده‌ها از کربن فعال استفاده می‌شود. علاوه بر این، کربن اکتیو می‌تواند کلر و برخی از فلزات سنگین را نیز از آب حذف کند.
3- ذرات معلق ریز باقی مانده در آب که، با استفاده از فیلترهای میکرونی از آب جداسازی می‌شوند. این ذرات باید قبل از فیلترهای ممبران توسط فیلترهای میکرونی از آب حذف شوند، زیرا ورود آنها به فیلترهای ممبران می تواند باعث خرابی این فیلترها شود.
4- آلاینده‌های مهم و مضری مانند آرسنیک، جیوه، سرب، املاح و نمک‌های آب و بسیاری از موارد دیگر که تنها توسط فیلتر یا فیلترهای ممبران می‌توانند از آب حذف شوند. فیلتر ممبران یا دقت بالای 0.0001 میکرون می تواند اغلب ذرات آلاینده را از آب حذف کند. ساختار غشای نیمه تراوای لایه‌های فیلتر ممبران باعث این عملکرد فوق العاده و حذف آلاینده های آب با دقت حدود 99% می‌شوند.
5- عوامل میکروبی و میکرو ارگانیسم‌های آب که توسط مواد شیمیایی مختلف مانند کلر از آب حذف می‌شوند. یکی از فیلترهای پرکاربرد برای ضد عفونی آب و از بین بردن عوامل میکروبی آن فیلتر یوی تصفیه آب است.
در دستگاه‌های تصفیه آب مقیاس خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی از فیلترهای متفاوتی بسته به نوع و مشخصات آب ورودی و هدف از تصفیه آب می‌توان استفاده کرد. برای تصفیه اصولی آب نیاز است که برای دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی، طراحی سیستم مطابق با آنالیز آب ورودی توسط طراح سیستم انجام شود. سپس بر اساس آن دستگاه تصفیه آب تولید شود.
این تنها راه برای تولید سیستم تصفیه آب با کارایی لازم است. دستگاهی که بتواند بازدهی بالایی در تولید آب با خلوص بالا داشته باشد.
مواد شیمیایی افزودنی به آب در مراحل مختلف از مهم‌ترین عوامل در فرایند تصفیه آب هستند. برخی از این مواد در پیش تصفیه و برخی در پس تصفیه دستگاه تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین مواد افزودنی شیمیایی به آب شامل موارد زیر هستند:
کربن فعال یا همان کربن اکتیو از پرکاربرد ترین مواد شیمیایی تصفیه آب است. این ماده به دلیل مساحت سطحی زیادی که ایجاد می‌کند، قابلیت بالایی در جذب آلاینده‌های آب دارد. این ویژگی کربن فعال باعث شده است مقدار کمی از این ماده بتواند مقدار زیادی از آلاینده‌های آب را به خود جذب کند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.
رزین سختی‌گیر برای از بین بردن عوامل یونی سخت کننده آب استفاده می‌شوند. دانه‌های رزین تبادل یونی با تبادل یون های فرم یونی خود با یون‌های عامل سختی آب باعث نرم‌سازی آب می‌شوند. رزین سختی‌گیر پرولایت از برندهای برتر رزین سختی گیر است. رزین پرولایت دارای انواع مختلفی شامل آنیونی، کاتیونی و میکس بد است که، هر کدام برای از بین بردن نوعی از عوامل سختی آب کاربرد دارند.
آنتی اسکالانت از مواد شیمیایی ضروری برای همه دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی است. این ماده در تصفیه آب و حذف آلاینده‌های آن تاثیر گذار نیست، اما برای محافظت از فیلترهای ممبران نقش اساسی و مهمی دارد.
آنتی اسکالانت ساختاری دارد که، با چسبیدن ذرات آلاینده و املاح مانع از ته نشین شدن آنها می‌شود. به این ترتیب جلوی گرفتگی و خرابی فیلترهای ممبران گرفته می‌شود.