Từ trạm bơm cấp I Hóa An, nước sông Đồng Nai qua công trình thu gồm 2 ống bê tông 2000 mm cách bờ 34m, sâu 4m, bơm vào ống truyền tải nước thô 2400 mm dẫn về Nhà máy nước Thủ Đức. Tại Nhà máy, nước sông được nhận từ bể giao liên, mực nước ở đây luôn được duy trì độ cao nhất định tạo dòng tự chảy qua các công trình xử lý tiếp theo. Rời bể giao liên nước được dẫn qua ống ngầm, tiếp đó có lắp đồng hồ đo lưu lượng nước sông nối tiếp với kênh dẫn hở, tại đầu kênh dẫn hở này có đặt ống châm dung dịch phèn, tận dụng dòng nước chảy rối trong kênh dẫn để dung dịch phèn và nước sông được hòa trộn. Kênh dẫn nước sông chia nước vào 2 bể trộn sơ cấp, trên mỗi bể trộn sơ cấp có lắp 2 máy khuấy 30 kW – 105 vòng/phút để tăng cường độ khuấy trộn đều nước sông và dung dịch phèn, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng thủy phân phèn ở bể phản ứng, sau đó nước sông qua bờ tràn dẫn vào 2 bể phản ứng. Tại ngõ ra bể trộn sơ cấp có gắn hệ thống châm dung dịch polymer (chất trợ lắng). Thời gian lưu nước tại bể trộn này là 70-80 giây. Hệ thống châm polymer chỉ sử dụng tăng cường vào mùa mưa khi nước có độ đục cao.