La potabilización del agua captada se realiza en Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP). En general, consta de tres etapas:
Desbaste: es el primer paso en el tratamiento de un agua residual consiste en la separación de los sólidos gruesos presentes en la misma. A este procesos se le conoce como desbaste y consiste en hacer pasar el agua bruta a través de un sistema de barras, alambres o varillas paralelas, rejillas, telas metálicas o placas deflectoras (tamices), aunque los más habituales son las rejas de barras y los tamices.
Aireación: La aireación es un método para purificar el agua. Mediante un proceso por el cual se lleva al agua a un contacto intimo con aire. Con esto se logra: aumentar el contenido de oxigeno, reducir del contenido de CO2 y la agitación de metano, sulfuro de hidrógeno, y otros compuestos orgánicos volátiles responsables de conferirle al agua olor y sabor. Para el tratamiento de agua para consumo humano la aireación puede llevarse a cabo de varias maneras. Dos formas importantes son mediante aireadores por cascada o aireadores burbujeadores. En los primeros, el agua es dispersada a través del aire en finas cortinas o gotas. En los segundos el agua es mezclada con aire dispersado por burbujeo.
La decantación: la decantación de partículas en suspensión se consigue manteniendo el agua en reposo, de este modo conseguiremos que las partículas precipiten al fondo. Para acelerar este proceso, podemos añadir floculantes (compuestos que ayuda a que una sustancia dispersa coloidalmente se aglutine en partículas y se separe del líquido que la contiene) de sales sencillas como el sulfato de aluminio, que aglutinan las partículas pequeñas. De este proceso, el agua sale muy clarificada y junto con las partículas, quedan gran parte de las bacterias que contenía.
El filtrado: se realiza haciendo pasar el agua a través de lechos de arena, que se limpia periódicamente mediante circulación inversa del agua para arrastrar la suciedad acumulada. A continuación, se airea para eliminar los gases que pueda contener, mejorar las características organolépticas y facilitar los tratamientos posteriores. También se ajusta el pH y la dureza.
La desinfección: se lleva a cabo antes de finalizar el tratamiento, bien con cloro o bien con hipoclorito (más fácil de aplicar, más barato y con una acción desinfectante continuada durante el recorrido por la red de distribución). El inconveniente del hipoclorito es que da al agua un sabor desagradable. En algunos casos se sustituye la cloración por tratamientos con ozono o con radiaciones ultravioletas, que son muy eficaces pero más caros.