氯作為傳統(tǒng)的飲用水消毒劑，最早是以次氯酸鈉的形式使用的。1913年，美國(guó)Philadelphia 州在世界上首次成功使用液氯進(jìn)行飲用水消毒，之后液氯逐漸推廣應(yīng)用，并發(fā)展成最普遍的氯消毒形式?，F(xiàn)在通常所說(shuō)的氯指的是氯氣，此外也包括次氯酸鈉、次氯酸鈣、漂白粉等。氯氣易溶于水，在水處理應(yīng)用時(shí)，將高壓液氯在常壓氣化后以氯氣的形式通入水中。

一般認(rèn)為，氯氣消毒中發(fā)揮主要作用的為次氯酸，這主要是由于次氯酸為很小的中性分子，易于擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌的內(nèi)部，當(dāng)次氯酸分子到達(dá)細(xì)菌內(nèi)部時(shí)，能發(fā)揮氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。次氯酸根也具有殺菌能力，但是它帶負(fù)電荷，與表面帶負(fù)電荷的細(xì)菌相斥，很難與細(xì)菌接觸，其消毒能力受到抑制。由于pH對(duì)HOCI電離平衡關(guān)系以及HOCI與OCIˉ不同形態(tài)比例關(guān)系有重要影響，因此也將對(duì)消毒效果產(chǎn)生顯著影響。在不同pH條件下，反應(yīng)30min滅活99%的大腸桿菌，計(jì)算HOCI和OCIˉ的消毒效果，發(fā)現(xiàn)OCIˉ的殺菌能力僅為HOCI的1/80。生產(chǎn)實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)，pH越低氯消毒作用越強(qiáng)，證實(shí)中性HOCI分子是消毒的主要成分。

氯消毒存在的問(wèn)題, 氯消毒在飲用水處理中的應(yīng)用已有近百年歷史。由于氯消毒具有消毒效果好、價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、無(wú)需龐大設(shè)備等優(yōu)勢(shì)，因此目前依舊是廣泛使用的消毒劑。但是，氯消毒工藝本身也存在不少問(wèn)題。

首先，氯氣本身有毒，高壓液氯泄漏或爆炸將產(chǎn)生嚴(yán)重后果，因此使用時(shí)必須嚴(yán)格規(guī)范操作，防止泄漏與爆炸。近年來(lái)，隨著對(duì)城市公共安全的重視，而高壓液氯往往具有較大的安全隱患，國(guó)內(nèi)外有的城市逐漸取消了高壓液氯而代之以液態(tài)的次氯酸鈉作為消毒劑進(jìn)行投加。

其次，氯消毒將可能產(chǎn)生大量THMs、HAAs等鹵代消毒副產(chǎn)物，從而影響飲用水水質(zhì)化學(xué)安全性。對(duì)美國(guó)80個(gè)主要城市的自來(lái)水進(jìn)行全面調(diào)查，結(jié)果表明，以地表水為水源、并經(jīng)氯化消毒的水廠處理水中普遍存在著較高濃度的三氯甲烷（CHCI₃）等消毒副產(chǎn)物。研究證明，腐殖酸、富里酸等，以及溴離子都是重要的DBPs前驅(qū)物，對(duì)氯化過(guò)程DBPs的生成有重要的影響。

此外，氯消毒本身在滅活微生物方面具有一定的局限性。研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于氯胺，氯滅活控制管壁微生物膜生長(zhǎng)的效能要差得多；此外，氯消毒對(duì)滅活賈第蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)等抗氯性較強(qiáng)的微生物往往無(wú)能為力。

鑒于氯消毒工藝存在的上述問(wèn)題，尤其是飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鹵化DBPs的規(guī)定日趨嚴(yán)格，因此各種替代消毒方法及其組合消毒工藝在飲用水處理中逐漸得到應(yīng)用。