Nguồn nước thô đầu vào là nước được lấy từ hồ Suối Dầu, nước từ hồ sẽ tự chảy theo kênh mương về trạm bơm cấp I, tại đây Xí nghiệp đặt trạm bơm cấp I để thu nước, bơm này sẽ đẩy nước từ trạm bơm cấp I về trạm xử lý nước sạch, đổ vào bể hòa trộn hóa chất.
Phèn và vôi được pha chế theo nồng độ thích hợp từ bể trộn hóa chất keo tụ và hồ vôi tôi. Hóa chất keo tụ được sử dụng là PAC 5% hoặc phèn nhôm, và vôi được sử dụng với mục đích nâng pH của nước về mức trung tính. Sau khi pha chế xong sẽ dùng bơm định lượng đưa phèn và vôi theo đường ống dẫn vào bể trộn hóa chất hòa trộn với nước thô đầu vào.
Bể trộn hóa chất với cấu tạo đặc biệt có các vách ngăn liên tiếp, nhằm tạo điều kiện tiếp xúc giữa nước và hóa chất. Nước và hóa chất được đưa vào bể trộn khi đi qua các vách ngăn sẽ tiến hành quá trình trộn thủy lực. Nước tiếp tục đưa vào bể phản ứng. Tại đây quá trình hình thành các hạt keo nước-phèn sẽ xảy ra, kết quả là tạo ra các hạt bông cặn lơ lững có kích thước khác nhau. Thời gian lưu nước ở bể này khoảng 1h và tiếp tục được đưa qua bể lắng ngang.
Bể lắng ngang tạo điều kiện cho các tổ hợp keo được hình thành ở bể phản ứng hoàn thiện quá trình tạo tổ hợp keo và lắng xuống theo cơ chế lắng trọng lực. Thời gian lưu ở bể này khoảng 2h, ở đây cũng tiến hành một số quá trình đánh giá cảm quan về độ trong của nước sau khi lắng trước khi đi vào công trình lọc.
Nước được tiếp tục đưa vào bể lọc cát, bể lọc cát là công trình rất quan trọng của hệ thống xử lý, bể lọc được sử dụng với mục đích cải thiện chất lượng về mặt lý học, hóa học và cũng như sinh học bằng cách cho nước đi qua các lớp vật liệu lọc, nhằm phân tách các hạt cặn lơ lửng, các chất keo tụ và một phần vi sinh vật trong nước nhờ bề mặt hoặc một phần sâu trong các lớp vật liệu lọc. Bể hoạt động theo cơ chế lọc xuôi, rửa ngược. Giống như các bể lọc khác, vật liệu thông dụng được sử dụng ở bể này là cát, sau khoảng thời gian là 1 tuần sẽ tiến hành rửa lọc một lần.
Nước sau quá trình lọc được đưa vào bể chứa. Tại đây nước được khử trùng bằng Clo lỏng, và kiểm tra tiêu chuẩn đầu ra của nước trước khi đưa vào hệ thống phân phối nước.