混凝沉淀和過濾后的水，雖然其物理外觀已符合生活飲用水水質的要求，很大部分細菌、病原菌和其他微生物也得到了去除，但其中還有一定數量的細菌和病原菌存在。
消毒主要殺死對人體健康有害的病原菌和病毒等，保證飲水的衛生安全。我國生活飲用水衛生標準中規定：細菌總數在1毫升水中不超過100個，總大腸菌群1升水中不超過2個。
在工業用水處理過程中，消毒也是防止細菌、微生物對離子交換膜、反滲透膜等的污染的措施，而且有些工業用水也對水有滅菌、除病毒的要求。
水的消毒方法很多，基本上可分為物理的和化學的兩大類。物理方面的有加熱至沸騰、紫外線消毒、超聲波消毒等方法；化學方面的有氯化消毒、臭氧消毒、重金屬離子消毒等方法。
（一）光線在光譜的藍綠色開始，波長為3900~1360Â時具有殺菌能力，以2537Â效果好。紫外線消毒，就是利用這種波長范圍的光線照射，以達到消毒的一種物理方法。
紫外線汞燈有高、低壓（按燈管點燃時管內汞蒸氣的壓力來區分）兩種，燈管由石英玻璃制成。紫外線汞燈點燃時放射大量具有殺菌能力的紫外線，同時也放射少量可見光。
利用紫外線進行水消毒，其特點是：接觸時間短、殺菌能力強；設備簡單、操作管理方便，并能自動化；處理時對水無副作用，無中毒危險。可在處理后水中不允許增加氯離子的小規模工業用水中使用。其缺點是：沒有余氯的持續殺菌作用，以及目前我國燈管的使用壽命較短，價格較貴等。
紫外線殺菌器：主要由燈管、漏磁變壓器、反射罩組成。
紫外線消毒運行中注意要點有：（1）紫外線消毒不像余氯能保持作用，因而消毒后的水要加強管理，防止再污染。
（2）使用紫外線汞燈消毒時，燈管點燃后須有5~15分鐘的穩定時間。
（3）電氣方面要采取措施，以保證燈管的額定功率和電壓穩定，否則點燃功率不足時，將影響殺菌效果。
（4）紫外線消毒的設備和管理均較簡單，但目前因燈管使用壽命較短、價格較貴，故推廣應用受到限制。
（二）氯化消毒
氯的消毒力強，貨源充沛而價廉，設備簡單，加入水中后能保持一定量的殘余濃度（通常稱為余氯），可防止再度污染而繁殖細菌，同時殘余濃度檢測方便。由于上述優點，所以在自來水廠中被廣泛采用。但是氯氣具有毒性，在運輸貯藏和投加過程中，要注意安全，小心操作。
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