Изобретения относятся к области очистки сырой воды, содержащей одно или несколько трудноразлагаемых веществ, выбранных из группы, включающей галогенированные дибензодиоксины, галогенированные дибензофураны, полихлорированные бифенилы (ПХБ), разрушающие эндокринную систему вещества, иные, чем диоксины, канцерогенные вещества и органические галогенированные соединения, которые могут быть непосредственно удалены методом фоторазрушения или химического разложения. Для осуществления способа трудноразлагаемые вещества концентрируют и обезвреживают следующих на стадиях: (В) стадия адсорбционной очистки, (С) стадия очистки мембранной фильтрацией и (D) стадия химического разложения трудноразлагаемого вещества, адсорбированного на адсорбенте с применением пероксида без операции десорбции из адсорбента. Способ имеет в предпочтительном варианте выполнения дополнительные стадии: (А) стадия мембранного концентрирования, (Е) стадия нейтрализации хлора, (F) стадия фоторазрушения, (G) стадия обратной промывки фильтрационной мембраны, (Н) стадия флокуляционного разделения. Устройства для выполнения способов имеют соответствующие секции для выполнения стадий очистки воды. Способ используют для очистки воды, содержащей восстановитель, который нейтрализует свободный хлор, а также для эффективного и экономичного обезвреживания трудноразлагаемых веществ в очищаемой воде. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл., 16 ил.