Traitement par coagulation et sédimentation. Le processus par lequel les flocs formés lors de l'étape de coagulation sont séparés de l'eau par gravité s'appelle la sédimentation, et ce processus s'effectue dans un bassin de sédimentation. L'eau passe par un mélangeur tubulaire avant d'entrer dans le bassin de sédimentation, où l'eau brute est mélangée à un coagulant (l'un des coagulants couramment utilisés est PAC 30% de qualité potable). Une fois dans le bassin de floculation, les matières en suspension et les impuretés colloïdales contenues dans l'eau brute réagissent avec le coagulant, ce qui entraîne la sédimentation des flocs. Une partie des flocs se dépose dans le bassin de floculation, tandis que les autres continuent à s'enfoncer pendant leur remontée. L'eau s'écoule finalement dans le puisard de la zone de sédimentation, puis vers le réservoir de filtration par la canalisation.
Traitement par filtrage. En règle générale, on utilise une couche de matériau filtrant granulaire comportant des vides (comme le sable de quartz) pour retenir les particules en suspension dans l'eau par adhérence, afin d'éliminer davantage les impuretés fines en suspension, les matières organiques, les bactéries, les virus, etc. L'eau peut ainsi être davantage clarifiée.
Procédure de désinfection. Après filtration, la turbidité de l’eau brute est encore réduite. Parallèlement, les bactéries et virus restants perdent la protection ou le support que leur offrait la turbidité, ce qui crée des conditions favorables à la désinfection. La désinfection s'effectue principalement par l'oxydation de l'acide hypochloreux généré par la réaction du chlore et de l'eau au sein des bactéries, ce qui détruit leur système enzymatique et entraîne leur mort. La désinfection n'élimine pas tous les micro-organismes, mais elle élimine les micro-organismes pathogènes qu'ils contiennent. Elle permet toutefois de garantir que l’eau potable respecte les critères bactériologiques applicables à l’eau potable. Parallèlement, la désinfection maintient une certaine concentration de chlore aux extrémités des canalisations d’eau urbaines afin de contrôler la prolifération bactérienne et de prévenir la pollution.