污水在市政污水处理厂内经一级、二级处理后，水质可以得到一定程度改善，但其中的细菌含量仍非常可观，仍旧存在病原菌的危害。污水处理行业常用的消毒工艺有次氯酸纳、二氧化氯、臭氧和紫外线消毒。
次氯酸类消毒的缺点是容易和水中的有机物生成氯代烃，而氯代烃已被确认为是对人体健康极为不利的，同时处理过的水会有一些令人不快的气味。次氯酸类消毒剂粉尘和放出的氯气对人的呼吸道、眼睛及皮肤都有强烈的刺激作用，如果不慎溅入眼睛或触及皮肤，要立即用大量清水冲洗。存放环境要阴凉、通风干燥，远离热源和火种，不能与有机物、酸类及还原剂共储混运，运输过程中要防止雨淋和日光曝晒，装卸时动作要轻，避免碰撞和滚动。固态次氯酸钠NaClO为白色粉末，具有刺激性气味，在空气中极不稳定，受热后迅速分解。商品固态次氯酸钠的有效氯一般为10%～12%，常用制备方法是液碱氯化法，即在30%以下的氢氧化钠溶液中通入氯气进行反应。商品固态次氯酸钠使用方便，但消毒效果比氯消毒差，费用也高于氯消毒。由于次氯酸钠容易因阳光、温度作用而分解，一般用次氯酸钠发生器就地制备后应立即投加。利用钛阳极电解食盐水(沿海地区可用海水作为盐溶液)，得到的次氯酸钠溶液是淡黄色透明液体，含有效氯6g/L～11g/L。每生产1kg有效氯，食盐消耗量约3～4.5kg，耗电量5～10kWh。次氯酸钠固体或溶液都不宜久存，而且必须在避光低温环境下存放。次氯酸钠溶液最好是使用多少，生产多少。气温低于30oC时，每天损失有效氯0.1～0.15mg/L，如果气温超过30oC，每天损失有效氯可达0.3～0.7mg/L。因此，如果为了具有一定储备量以备用，一般夏天储存时间不超过一天，冬天不超过7d。
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，性质极不稳定，有刺激性气味，毒性比氯更大，相对密度为2.4。二氧化氯常温下即能压缩成液体，并很容易挥发。二氧化氯极易爆炸，温度升高、暴露在光线下或与某些有机物接触摩擦，都可能发生爆炸且液体二氧化氯比气体二氧化氯更易爆炸。在空气中体积浓度超过10%时或水中二氧化氯浓度超过30%就会发生爆炸。二氧化氯易溶于水，在水中的溶解度是氯的5倍，但ClO2不和水起化学反应，在水中极易挥发，在光线照射下容易发生光化学分解。贮存在敞开容器中的ClO2水溶液，ClO2含量会下降很快。因此，二氧化氯不宜贮存，最好现场制取和使用。市场销售的商品稳定二氧化氯溶液，多为无色或略带黄绿色透明液体，二氧化氯含量一般在2%左右，而且要加入一定量的特制稳定剂(如碳酸钠、硼酸钠及过氯化物的水溶液或二乙烯三胺五亚甲基膦酸等)，但运输和储存时仍要注意避开高温和强光。因此采用二氧化氯消毒时最好在现场边生产边使用。二氧化氯杀菌后生成无毒物质，对环境水体没有污染。国内市场有许多使用电解法生产二氧化氯的设备，实际上这些设备制造的所谓二氧化氯至多是二氧化氯和氯的复合物，不可能彻底解决氯类消毒剂会产生氯代烃的问题，而且已经有使用复合二氧化氯时发生爆炸的事例。
人类发现臭氧已经有一百多年的历史。在距离地球表面15～25公里高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，厚厚的臭氧层是人类赖以生存的保护伞。臭氧分子式为O3，是氧的同素异构体，又名三原子氧，因其类似鱼腥味的臭味得名，雷电后的腥臭味即是电击产生臭氧而使周围空气具有的气味。在常温常压下，较低浓度的臭氧是无色气体，当浓度达到15%时，呈现出淡蓝色。臭氧的沸点是-112oC，密度是2.144g/m3，是氧的1.65倍。可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈，可获得更高的温度。臭氧在水中的溶解度较高，在同样条件下是纯氧的10倍。臭氧分子结构极不稳定，容易分解成氧气，而且臭氧在水中比在空气中更容易自行分解。臭氧在空气中的半衰期一般为20～50分钟，一般随温度与湿度的增高而加快。臭氧在水中半衰期约为35分钟，随水质与水温的不同而有所变化。臭氧在水溶液中的稳定性受水中所含杂质的影响较大，特别是有金属离子存在时，臭氧会迅速分解为氧气。
紫外线杀菌是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UV-C紫外线，因为C波段紫外线极易被生物体DNA吸收，尤以253.7nm的紫外线杀菌效果最佳。紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条：254nm紫外线通过照射微生物的DNA来杀灭细菌、185nm紫外线可将空气中的O2变成O3(臭氧)，臭氧具有强氧化作用，可有效地杀灭细菌，臭氧的弥散性对紫外线的杀菌效果有增益作用。紫外线消毒属于纯物理杀菌方法，具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理、易实现自动化等优点，伴随各种新型设计的紫外线杀菌灯管的推出，紫外线消毒的应用范围也在不断地扩大。
