1897年英國(guó)初次使用氯氣對(duì)給水管網(wǎng)消毒以來(lái)，氯氣用于自來(lái)水消毒已經(jīng)經(jīng)歷了100多年的歷史。目前，我國(guó)大多數(shù)城市仍然采用氯氣消毒法。氯加到水中后生成次氯酸HOCl和次氯酸根，其中次氯酸是很小的中性分子，容易擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過(guò)細(xì)菌壁到細(xì)菌內(nèi)部，因氧化作用破壞了細(xì)菌的酶系統(tǒng)，從而使細(xì)菌死亡；次氯酸根也具有殺菌能力，但因帶有負(fù)電，不容易接近帶負(fù)電的細(xì)菌表面，殺菌能力比HOCl差得多。
　　氯消毒主要受到加氯量、氯與水的接觸時(shí)間、水的濁度、水的pH值、水溫、氨氮含量等因素的影響。
　　（1）液氯消毒
　　采用氯瓶貯存液氯進(jìn)行消毒，在常溫下，當(dāng)按規(guī)定打開(kāi)氯閥時(shí)，液態(tài)氯變成氣態(tài)氯，氯氣是一種氧化能力很強(qiáng)的黃綠色有毒氣體，是一種具有特殊強(qiáng)烈刺鼻味的窒息性氣體。加氯氣消毒的原理：
　　氯氣易溶于水，與水結(jié)合生成次氯酸和鹽酸，在整個(gè)消毒過(guò)程中起主要作用的是次氯酸。對(duì)產(chǎn)生臭味的無(wú)機(jī)物來(lái)說(shuō)，它能將其充分的氧化消毒，對(duì)于有生命的天然物質(zhì)，如水藻、細(xì)菌等，它能穿透細(xì)胞壁，氧化其酶系統(tǒng)（酶為生物催化劑），使其失去活性，讓細(xì)菌的生命活動(dòng)受到障礙而死亡。次氯酸本身呈電中性，容易接近細(xì)菌體而顯示出良好的滅菌效果，次氯酸根離子也具有一定的消毒作用，但它帶負(fù)電荷而難以接近細(xì)菌體（細(xì)菌體帶負(fù)電荷），因而較之次氯酸，其滅菌效果要差得多，所以氯氣消毒效果要比采用漂白粉消毒更佳。
　　當(dāng)水中無(wú)氨氮存在時(shí)，起消毒作用的主要是次氯酸；當(dāng)水中存在氨氮時(shí)，會(huì)生成氯胺，且隨著加氯量的不斷增加，氯胺的性質(zhì)產(chǎn)生變化，分別生成一氯胺、二氯胺、三氯胺。氯胺的消毒作用比次氯酸要慢的多。
　?。?）次氯酸鈉消毒
　　次氯酸鈉內(nèi)的有效氯，因容易受日光、溫度的影響而分解，所以采用次氯酸鈉發(fā)生器就地制造、應(yīng)用。次氯酸鈉發(fā)生器利用鈦陽(yáng)極電解食鹽水而產(chǎn)生次氯酸鈉，反應(yīng)式為：NaCl+H2O→NaClO+H2
　　次氯酸鈉在水溶液中的反應(yīng)式為：NaCIO+H2O→HOCl+Na++0H-
　　由發(fā)生器生產(chǎn)出的次氯酸鈉，是淡黃色透明液體，次氯酸鈉的滅菌原理主要是水解形成次氯酸進(jìn)行消毒。
　?。?）氯胺消毒
　　當(dāng)原水有機(jī)物較多，含氨量高，給水管網(wǎng)中藻類和細(xì)菌有再生長(zhǎng)的可能，要達(dá)到出廠水全部都是游離氯確實(shí)有困難，或者需要減輕或避免自來(lái)水中的氯酚臭味時(shí)，可以考慮使用氯胺消毒。氯胺消毒是同時(shí)向水中加氯和加氨，氨可以是液氨、硫酸銨或氯化銨溶液；一般重量比控制在氨：氯=1：3或1：6，在水溫高時(shí)可取1：3，在水溫低時(shí)取1：6；除了控制加氯量和加氨量外，還要注意投藥的順序，一般是“先氯后氨”。氯和氨作用后生成氯胺，如果天然水中含有氨氮，也可和氯反應(yīng)生成氯胺。氯胺消毒的殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，所以當(dāng)給水管和給水管網(wǎng)很長(zhǎng)時(shí)，可防止細(xì)菌在管網(wǎng)中再度生長(zhǎng)，但氯胺是逐漸放出次氯酸，其殺菌能力遠(yuǎn)比游離氯差，所以需要有2h以上的接觸時(shí)間。
　?。?）漂白粉消毒
　　漂白粉是氯氣和石灰加工而成，其組成復(fù)雜，含氯量為25％~30％，漂白精的分子式為Ca(OCl)2，含氯量為50％~60％，易受光、熱和潮氣作用而分解，含氯量隨之降低，貯藏在干燥和通風(fēng)處。漂白粉與水作用的反應(yīng)式為：
　　Ca(OCl)2+2H2O-2HOCl+Ca(OH)2+CaCl2
　　消毒原理與氯相同。
　?。?）二氧化氯
　　近年來(lái)，自來(lái)水廠陸續(xù)采用了二氧化氯發(fā)生器，由發(fā)生器生產(chǎn)出的二氧化氯溶液對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒，二氧化氯是黃綠色氣體有一種辛辣的氣味，在水溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，可作為消毒劑安全使用。它的水溶液顏色和濃度有關(guān)，低濃度時(shí)為黃綠色，高濃度時(shí)為桔紅色。是一種高效氧化劑，有強(qiáng)大的去色和漂白能力。
　　對(duì)經(jīng)水傳播的病原微生物，包括病毒、牙孢及水路系統(tǒng)中的異養(yǎng)菌、硫酸鹽還原菌和真菌均有很好的消毒效果。它主要的作用是對(duì)細(xì)胞壁有較好的吸附和透過(guò)性，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含基的酶，并可快速地控制微生物蛋白質(zhì)的合成。二氧化氯先同水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生亞氯酸HClO2，亞氯酸是一種相當(dāng)弱的弱酸，具有氧化漂白作用。
　　二氧化氯被認(rèn)為是氯消毒劑的理想替代品。二氧化氯的消毒機(jī)理主要是通過(guò)吸附、滲透作用，進(jìn)入細(xì)胞體，氧化細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)和生物大分子，較好地殺滅細(xì)菌、病毒，且不對(duì)動(dòng)、植物產(chǎn)生損傷，殺菌作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，受PH影響不敏感。二氧化氯與水中有機(jī)物的反應(yīng)為氧化作用，而氯則以取代反應(yīng)為主。
　　（6）臭氧
　　臭氧一種強(qiáng)氧化劑，可自動(dòng)分解為氧氣，屬易燃易爆品。臭氧常用空氣作為原料制備，空氣須先經(jīng)過(guò)凈化和干燥處理以提高臭氧生產(chǎn)率，防止設(shè)備積垢和降低能量消耗。臭氧在水中的溶解度有限，需要有臭氧和水的接觸室，以及尾氣回收利用和處置設(shè)備，才能提高使用效率。但由于臭氧制取設(shè)備復(fù)雜，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，一直沒(méi)有得到普遍推廣。
　　臭氧的消毒機(jī)理包括直接氧化和產(chǎn)生自由基的間接氧化，與氯和二氧化氯一樣，通過(guò)氧化來(lái)破壞微生物的結(jié)構(gòu)，達(dá)到消毒的目的。因此消毒效果與其氧化還原電位直接相關(guān)。由于臭氧分子不穩(wěn)定，易自行分解，在水中保留時(shí)間很短，因此不能維持管網(wǎng)持續(xù)的消毒效率，而且臭氧消毒產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮等副產(chǎn)物，其中溴酸鹽在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，醛、酮等副產(chǎn)物部分是有害健康的化合物，部分使管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。對(duì)于大、中型管網(wǎng)系統(tǒng)，采用臭氧消毒時(shí)需要依靠氯來(lái)維持管網(wǎng)中持續(xù)的消毒效果。
　?。?）紫外線
　　氯、二氧化氯和臭氧消毒是化學(xué)法消毒，而紫外線則是物理消毒，紫外線是指電磁波波長(zhǎng)處于200~380nm的光波，紫外線消毒機(jī)理與其它氧化劑不同，是利用波長(zhǎng)254nm及其附近波長(zhǎng)區(qū)域?qū)ξ⑸顳NA的破壞，阻止蛋白質(zhì)合成而使細(xì)菌不能繁殖。由于紫外線對(duì)隱孢子蟲(chóng)的高效殺滅作用和不產(chǎn)生副產(chǎn)物，紫外線消毒在給水處理中顯示了很好的市場(chǎng)潛力。
　　因?yàn)槁认静荒苡行珉[孢子蟲(chóng)卵囊，而紫外線對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊有很好殺滅效果。而且在常規(guī)消毒劑量范圍內(nèi)紫外線消毒不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，但紫外線消毒不能維持管網(wǎng)內(nèi)持續(xù)的消毒效果，在大型水廠的應(yīng)用應(yīng)該跟氯結(jié)合，其使用目前還受到一定限制。