Khi nguồn nước mặt được dùng như một nguồn cấp nước của thành phố, cần phải loại bỏ các chất rắn lơ lửng, có thể thực hiện bằng lắng tự nhiên hoặc lắng bằng cách bổ sung các hóa chất kết dính. Nước từ các dòng suối thích hợp làm nguồn cung cấp nước vì trầm tích chủ yếu là chất vô cơ, bao gồm các hạt cát và đất sét và một lượng nhỏ chất hữu cơ. Trong nước này cũng sẽ có một số lượng vi khuẩn khác nhau, tùy thuộc vào nguồn chất dinh dưỡng của vi khuẩn, từ nước thải hoặc các nguồn khác của chất hữu cơ, và khi nhiệt độ hiện tại. Nguồn vi khuẩn có thể xuất phát từ đất, và do đó, nước sẽ có độ đục cao khi có một lượng lớn đất bị xói mòn trong nước, số lượng vi khuẩn từ nguồn này có thể tương đối cao. Nếu sinh vật có nguồn gốc từ ô nhiễm nước thải, ô nhiễm sẽ cao nhất trong thời gian dòng chảy dòng vì độ pha loãng ít hơn, và tại thời điểm này độ đục nói chung sẽ thấp. Số lượng trầm tích có thể thay đổi rất nhiều tùy theo từng dòng sông và tuỳ thuộc vào tính chất địa chất của các phần khác nhau của hệ thống thoát nước. Kích thước của các hạt lơ lửng cũng có thể thay đổi rất nhiều. Ở một số vùng nước, các hạt sét có kích thước rất tinh vi, trên thực tế chúng có thể nhỏ hơn vi khuẩn. Thời gian cần thiết để lắng đọng là khác nhau đối với các nguồn nước khác nhau và thường phải được kiểm tra bằng các thí nghiệm thực tế. Một số nguồn nước có thể được kiểm tra thỏa đáng trong vài ngày, trong khi một số khác có thể cần vài tuần hoặc vài tháng. Theo tổng trọng lượng của trầm tích, phần lớn lượng này có thể được loại bỏ trong một vài ngày, nhưng điều này có thể không mang lại sự thay đổi tương ứng về chất lượng nước, vì các hạt nhỏ hơn có thể có ảnh hưởng lớn hơn các hạt lớn dựa trên màu sắc và độ đục. Khi lắng đọng trầm tích được sử dụng chủ yếu như là một bước xử lý sơ bộ, không cần phân tích nhiều nên thời gian lắng đọng cũng ngắn hơn.

Sau khi xử lý bằng kết tinh, nước được chảy qua bể có cát với đất diatomite để hoàn thành việc lọc. Như đã đề cập, một số u nang nguyên sinh, chẳng hạn như của G. lamblia, chỉ được loại bỏ khỏi nước bằng phương pháp lọc. Các vi sinh vật bị mắc kẹt chủ yếu do sự hấp phụ bề mặt của cát lọc. Chúng không thâm nhập vào các lỗ hổng của bể cát, thậm chí khi các khe có thể lớn hơn các sinh vật bị lọc ra. Những bộ lọc cát này được định kỳ đảo ngược để loại bỏ trầm tích tích lũy. Hệ thống nước của các thành phố luôn quan tâm đến an toàn nếu các hóa chất độc hại bổ sung vào bước lọc cát như các bộ lọc than hoạt tính (carbon). Than củi có lợi thế là loại bỏ không chỉ các hạt mà còn một số chất ô nhiễm hóa học hữu cơ hòa tan.

Trước khi vào hệ thống phân phối của thành phố, nước sau lọc sẽ được clo hóa. Vì các chất hữu cơ đã bị vô hiệu hóa bởi clo nên các nhà vận hành phải chú ý để duy trì mức chlorine hiệu quả. Có một số lo ngại rằng clo có thể là một mối nguy hiểm đến sức khoẻ, nó có thể phản ứng với các chất ô nhiễm hữu cơ của nước để tạo ra các hợp chất gây ung thư. Hiện nay, khả năng này được coi là nhỏ khi so sánh với sự hữu ích đã được chứng minh của việc clo hóa nước.

Một thay thế cho chlorin là xử lý nước bằng ozone. Ozone (O3) là một dạng oxy phản ứng rất cao được hình thành bởi nguồn điện và tia cực tím. (Mùi trong lành của không khí có được sau khi có một cơn bão điện hoặc xung quanh một bóng đèn tia cực tím là mùi của ozone). Ozone để xử lý nước được tạo ra bằng điện. Sử dụng ánh sáng cực tím cũng là một cách thay thế cho việc khử trùng hóa học. Những đèn tia cực tím được bố trí trong ống thạch anh để nước chảy gần đèn. Điều này là cần thiết vì sức mạnh thâm nhập thấp của bức xạ cực tím.