凈水處理設備的核心工作原理是通過“物理攔截、化學反應、生物降解”等多級工藝組合，去除原水中的懸浮物、膠體、有機物、重金屬、微生物等雜質，使水質達到生活飲用、工業生產等目標標準。
不同類型的凈水設備（家用、工業用）工藝復雜度差異較大，以下按家用小型設備和工業大型設備兩類，拆解核心工作原理：
一、家用凈水處理設備（常見類型）
前置過濾器（初級過濾）核心原理：物理攔截。設備內置不銹鋼濾網（孔徑一般40~100μm），原水通過濾網時，泥沙、鐵銹、蟲卵等大顆粒雜質被截留，避免進入后端凈水設備造成堵塞。特點：無耗材，可反沖洗重復使用，主要起保護后續濾芯的作用。
超濾凈水器（常用中端設備）核心原理：膜分離技術（篩分效應）。采用超濾膜（孔徑0.01~0.1μm）作為核心濾芯，利用膜的微孔孔徑，攔截原水中的細菌、病毒、膠體、大分子有機物，同時允許水分子、礦物質離子通過。特點：無需通電、不產生廢水，保留水中礦物質，出水可直飲（需結合原水水質）。
反滲透（RO）凈水器（高端直飲設備）核心原理：高壓膜分離+滲透壓差。
原水經前置濾芯（PP棉、活性炭）預處理后，進入反滲透膜（孔徑僅0.0001μm）；
通過增壓泵施加高壓，克服水分子的滲透壓，迫使水分子穿過反滲透膜的半透層，而水中的重金屬離子、無機鹽、細菌、病毒、農藥殘留等幾乎全部被截留；
被截留的雜質隨濃水排出，透過膜的即為純凈水。
特點：過濾精度最高，出水可直接飲用，需通電且產生一定比例濃水。
活性炭凈水器（輔助過濾）核心原理：物理吸附+化學吸附。利用活性炭的多孔結構，吸附原水中的余氯、異色、異味（如自來水中的漂白粉味），同時部分吸附有機物。特點：常作為前置或后置濾芯，搭配超濾、反滲透設備使用，提升出水口感。
二、工業凈水處理設備（復雜多級工藝）
工業凈水（如工業純水、污水處理回用）需針對原水水質和出水標準，組合多種工藝，典型流程及原理如下：
預處理階段——去除大顆粒雜質和膠體
混凝沉淀：向原水中投加明礬、聚合氯化鋁等混凝劑，通過化學絮凝反應，使水中的細小膠體、懸浮物凝聚成大顆粒絮體，再經沉淀池重力沉降去除。
石英砂過濾/多介質過濾：利用石英砂、無煙煤等濾料的物理攔截作用，進一步去除水中的懸浮物，降低濁度。
深度處理階段——去除溶解性雜質和微生物
活性炭過濾（活性炭濾池）：原理同家用，但濾料填充量更大、接觸時間更長，強化吸附余氯和有機物。
軟化處理（離子交換樹脂）：針對硬水（鈣鎂離子含量高），利用離子交換樹脂的離子置換反應，將水中的鈣鎂離子置換為鈉離子，降低水的硬度，避免管道結垢。
反滲透/納濾系統：原理同家用，但采用大型膜組件和高壓系統，批量生產工業純水或超純水，滿足電子、制藥等行業需求。
紫外線/臭氧消毒：利用紫外線的殺菌作用，或臭氧的強氧化性，破壞水中細菌、病毒的DNA結構，實現消毒，避免微生物污染。
深度凈化（超純水制備）針對半導體、實驗室等超高水質需求，在反滲透后增加EDI（電去離子）工藝，通過電場作用，直接去除水中殘留的微量離子，使出水電阻率達到18.2MΩ?cm（超純水標準）。