آب حیاتی ترین ترکیب برای حیات روی زمین است و داشتن آب آشامیدنی یک نگرانی کلیدی در سراسر جهان برای قرن بیست و یکم است. همه موجودات زنده به عنوان یک نیاز اساسی به آب تمیز و بدون آلودگی نیاز دارند. آب بیش از 71 درصد از سطح زمین را پوشانده است، اما تنها حدود 1 درصد از آن طبق استانداردهای بین المللی به دلیل آلودگی های مختلف قابل شرب است. تخلیه فاضلاب از صنایع، آلودگی کشاورزی، فاضلاب شهری، تغییرات محیطی و جهانی منابع اصلی آلودگی آب هستند. حتی سطوح کمی از فلزات سنگین، رنگ‌ها و میکروب‌ها برای سلامت انسان، سیستم‌های آبی و محیط زیست خطرناک هستند.

تصفیه آب به هر فرآیندی گفته می شود که کیفیت آب را بهبود می بخشد تا آن را برای استفاده نهایی خاص مناسب سازد. استفاده نهایی ممکن است شرب، تامین آب صنعتی، آبیاری، نگهداری جریان رودخانه، تفریحات آبی یا بسیاری از مصارف دیگر، از جمله بازگرداندن ایمن به محیط زیست باشد. تصفیه آب آلاینده ها و اجزای نامطلوب را حذف می کند یا غلظت آنها را کاهش می دهد تا آب برای استفاده نهایی مطلوب خود مناسب شود.

فرآیندهای درگیر در حذف آلاینده ها شامل فرآیندهای فیزیکی مانند ته نشین شدن و فیلتراسیون، فرآیندهای شیمیایی مانند گندزدایی و انعقاد و فرآیندهای بیولوژیکی مانند فیلتراسیون آهسته شن و ماسه است.

روش‌های شیمیایی علاوه بر اقدامات فیزیکی و بیولوژیکی برای کاهش تخلیه آلاینده‌ها و فاضلاب‌ها به سیستم های آبی استفاده می‌شود. روش های شیمیایی مختلف برای تبدیل به محصولات نهایی یا حذف آلاینده ها برای دفع ایمن آلاینده ها استفاده می شود.

• پیش کلرزنی برای کنترل جلبک ها و توقف رشد بیولوژیکی
• هوادهی همراه با پیش کلرزنی برای حذف آهن محلول در صورت وجود مقادیر نسبتاً کمی منگنز.
• ضد عفونی برای از بین بردن باکتری ها، ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا با استفاده از کلر، ازن و اشعه ماوراء بنفش.

تصفیه‌ های شیمیایی تکنیک‌هایی هستند که برای مناسب ساختن آب صنعتی برای استفاده یا تخلیه استفاده می‌شوند. شامل رسوب شیمیایی، ضدعفونی شیمیایی، اکسیداسیون شیمیایی، اکسیداسیون پیشرفته، تبادل یونی و خنثی سازی شیمیایی است.