Vatten till sin natur är alltid rent, eftersom bindningen mellan dess väte- och syreatomer är extremt stark. Problemet är att nästan hela världens vattenförsörjning måste dela utrymme med organiskt material, kemikalier, mineraler och konstgjorda föroreningar. Resultatet är ofta en odrickbar lösning, möjligen innehållande dödliga bakterier, virus och andra sjukdomsframkallande ämnen. Lyckligtvis har mänskligheten utvecklat ett antal vattenbehandlingsmetoder som gör vår vattenförsörjning mycket säkrare för konsumtion. Alla dessa metoder fungerar inte i stor skala, men de gör alla obehandlat vatten drickbart för människor.
Den kanske mest grundläggande formen av vattenrening kallas sättning. Obehandlat vatten som samlats upp från en naturlig källa kan lämnas ostört i en behållare, vilket gör att fasta ämnen kan sedimentera ur lösningen och falla till botten. När tillräckligt med tid har förflutit kan den översta vattennivån dras ut för konsumtion.
Denna metod har dock flera stora nackdelar. Sedimenteringsprocessen kan ta flera dagar eller veckor innan den är effektiv, och det finns inget skydd mot bakterier eller andra organiska material som kanske inte sätter sig. Om vattenkällan är relativt ren, såsom en bergsbäck i avlägsna territorium, kan sättningsmetoden vara tillräcklig.
En mer grundlig och snabbare form av vattenbehandling är kokningsmetoden. Vattnet bör först filtreras genom en trasa för att ta bort större föroreningar och sedan placeras i en ren metallbehållare. Praktiskt taget alla bakterier eller andra farliga livsformer kommer inte att överleva kokningsprocessen, även om experter föreslår att man håller en rullande koka i flera minuter för att säkerställa framgång.
När vattnet har svalnat borde det vara säkrare att dricka. En nackdel med kokvattenbehandlingsmetoden är möjligheten att oorganiska fasta ämnen fortfarande kan finnas kvar. Att koka stora mängder vatten kan också vara mycket tidskrävande.
En form av vattenrening som fungerar i stor skala är kemisk desinfektion. Tveksamt vatten kan göras drickbart, om inte särskilt smakrikt, genom tillsats av jod- eller klorbaserade tabletter. Kemiska medel förstör många av de bakterier och andra organiska föroreningar som finns i naturliga vattenförsörjningar. P-piller som bärs av vandrare och campare innehåller vanligtvis en form av jod, även om vissa personer med jodallergi kan använda klorbaserade tabletter. Kemisk vattenbehandling är också den föredragna metoden för simbassängoperatörer, eftersom klor dödar ett antal föroreningar som kommer in genom fekalt material.
För husägare som är oroliga för sina allmänna vattenförsörjningar har en annan form av behandling av vatten blivit allt mer populär. Filtrering genom aktivt kol eller pappersfilter är en billig metod som används i många privata hem. Kranvatten rinner genom ett litet filter i änden av en kran eller genom ett mer utarbetat system i källaren eller köket.
Principen bakom filtreringsmetoden är att tungmetaller, organiska föroreningar och många bakterier helt enkelt är för stora för att passera genom maskorna i ett filter. De vattenmolekyler som passerar igenom är mycket renare, vilket ger en produkt med bättre smak. Filter måste dock bytas regelbundet för att vara effektiva. Bakterier kan växa på filter som är igensatta med organiskt material.
För den som kanske vill ha en ännu mer diskriminerande metod finns det omvänd osmos. Många vattenreningsföretag och producenter av flaskvatten använder omvänd osmos tillsammans med andra metoder som filtrering eller ozonering. Omvänd osmos kräver användning av ett semipermeabelt material med extremt små öppningar. Obehandlat vatten tvingas genom detta membran, vilket hindrar även de minsta former av bakterier och kemiska föroreningar från att passera. Vattenmolekylerna själva förändras faktiskt för att passera genom membranet. Den resulterande vattentillförseln sägs vara ”blötare”, eftersom de enskilda vattenmolekylerna har färre sidor och absorberas lättare av kroppen.
Andra former av vattenbehandling kan innefatta ozonisering, jonisering och exponering för ultraviolett ljus. Behandling med ultraviolett ljus kommer att förstöra DNA från alla skadliga bakterier som finns i vattnet, men kostnaden för att installera och driva ett sådant behandlingssystem i ett hem kan vara oöverkomligt.