通过向水中添加一种成分（例如活性炭或氧化铝），使用吸附系统对水进行处理。污染物通过化学和物理过程被吸引到吸附剂上，导致它们“粘附”在其表面上，然后就可能会被处理掉。
常见的吸附剂是活性炭，它与普通木炭相当，但孔隙率更高。当出现临时质量问题时，经常使用粉末活性炭；它可以很容易地添加到水中并与废污泥一起倾倒。
活性氧化铝处理用于吸引和去除带负电离子的污染物，例如砷和氟化物。然而，此解决方案可能成本高昂，并且可能需要大量的系统维护。此外，在吸附柱之前，水可能需要进行 pH 校正，并且大量的铝残留物是一个典型的问题。再生需要同时使用酸和碱。
离子交换是一种涉及将带电无机污染物（例如砷、铬、硝酸盐、镭和过量氟化物）与树脂表面上的无害带电离子交换的技术。它对无颗粒水非常有效，并且可以进行调整以满足处理设施的规模。离子交换常见的应用是消除硬度（阳离子树脂）或硝酸盐（阴离子树脂）。 在这两种情况下都可以使用盐水来更新它。使用离子交换去除放射性核素受到阻碍，因为这些元素会积聚在树脂中，并以高浓度存在于再生剂中，从而使操作非常困难。
离子交换通常有利于去除无机可溶性化合物，而活性炭有利于去除有机污染物。
