Khử trùng nước có nghĩa là loại bỏ hoặc giết chết các vi sinh vật gây bệnh. Vi sinh vật sẽ bị phá hủy hoặc ngừng hoạt động, từ đó sẽ chấm dứt sự tăng trưởng và sinh sản. Tuy nhiên, trong quá trình khử trùng, tất cả các vi sinh vật sẽ bị loại bỏ kể cả vi vinh vật có hại và vô hại.

Các phương pháp khử trùng
Khử trùng có thể được thực hiện bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học. Khử trùng cũng bao gồm việc loại bỏ các chất hữu cơ, nơi cung cấp dinh dưỡng và là nơi cư trú cho các loài vi sinh vật. Khử trùng bằng hóa học là dùng các hóa chất để tiêu diệt vi sinh vật, tuy nhiên các chất hóa học này phải dùng với một lượng sao cho vừa đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật trong quá trình xử lý, vừa đảm bảo chống tái nhiễm khuẩn sau quá trình khử trùng (quá trình nước đi trong đường ống).
Đối với phương pháp khử trùng bằng hóa học, một số hóa chất sau có thể được sử dụng:

- Chlorine (Cl2)
- Chlorine dioxide (ClO2)
- Hypo chlorite (OCl-)
- Ozone (O3)
- Halogens: brom (Br2), iot (I)
- Bromine chloride (BrCl)
- Kim loại: đồng (Cu2+),bạc (Ag+)
- Thuốc tím (KMnO4)
- Phênol
- Alcohols ( Rượu, cồn )
- Xà phòng và chất tẩy rửa
- Muối amoni
- Hydrogen peroxide ( H2O2 )
- Một số acid và bazo.

Đối với phương pháp khử trùng bằng hóa học, một số hóa chất sau có thể được sử dụng:

- Tia cực tím (UV)
- Bức xạ điện từ
- Tia gamma
- Âm thanh
- Nhiệt.

Quá trình khử trùng diễn ra như thế nào.
Khử trùng thường là một trong những bước cuối cùng trong xử lý nước sau khi nước đã qua các bước xử lý như quá trình oxy hóa, keo tụ, lắng, lọc. Ngoài ra, các chất khử trùng còn được thêm vào cuối quá trình xử lý như một biện pháp chống tái nhiễm khuẩn trong quá trình phân phối nước. Thông thường trong quá trình khử trùng, từ giai đoạn đầu cho đến giai đoạn cuối sẽ sử dụng nhưng biện pháp cũng như các chất khử trùng khác nhau.

Cơ chế khử trùng
Khử trùng xảy ra trên cơ chế các thành tế bào của vi sinh vật bị ăn mòn, hoặc thay đổi tính thấm qua màng, hoặc thay đổi hoạt động của enzyme ( do thay đổi cấu trúc men ). Những thay đổi trong tế bào của vi sinh vật là nguyên nhân làm vi si vật không thể nhân rộng và chết dần. Quá trình oxy hóa do chất khử trùng gây ra sẽ phá hủy các chất hữu cơ trong nước từ đó gây thiếu nguồn thức ăn cho vi sinh vật, cũng là nguyên nhân gián tiếp tiêu diệt chúng.