去除了水中的余氯、悬浮物、铁锈、胶体等，以及大多数有机物。此后，一部分水再通过反渗透膜和后置颗粒活性炭吸附过滤，制得纯净水供饮用。而大部份水则通过了前三道而未能通往后二级处置，成为浓缩水流出，这些浓缩水完全可以作为洗用水。
工业纯水制备中的水源一般有地表水和地下水两种。地表水包括的范围很广，诸如江河、湖泊、水库、海洋等，而地下水是由雨水和地表水经过地层的渗流而成的，存在于土壤和岩石内。地表水和地下水统称为天然水。
但受放射源及仪器价格的限制，在国内难以普及;催化质谱法间接测定硅，是一个很有前途的方法;经典的分光光度法，经改进仍可满足高纯水中硅分析的要求，是目前国内最通用的测试有法;原子吸收光谱法灵敏、快速.已得到日益广泛的应用。
预处理常常由石英沙过滤装置，活性碳过滤装置，精密过滤装置组成，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物，色素、异味、生化有机物，降低水的余氨值及农药污染等有害的物质。如果原水中钙镁离子含量较高时，还需增加软水装置，主要目的在于保护后级的反渗透膜不受大颗粒物质的破坏，从而延长反透膜的使用寿命。
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