人類從本能上就會排斥飲用不潔凈的水。但在近代之前，人類對“不潔凈”的判斷基本上只能依賴于自身的視覺、嗅覺和味覺感官，因此認為渾濁不清或者有嗅或味的水是不潔凈的。這些原始認識也直接促成了過濾作為重要的水處理單元在近現代給水處理中的(de)廣泛應用。

在工業革命之(zhi)后(hou)由于城市人(ren)(ren)口的(de)(de)(de)激增和(he)世界貿(mao)易(yi)的(de)(de)(de)發(fa)展，霍(huo)(huo)亂、傷寒和(he)痢疾等多種傳染(ran)疾病(bing)在歐洲頻發(fa)和(he)流行。過去(qu)人(ren)(ren)們認為這(zhe)些傳染(ran)病(bing)是通過“瘴氣”在人(ren)(ren)群之(zhi)間傳播的(de)(de)(de)。直到1854年(nian)(nian)John Snow醫(yi)生(sheng)通過觀察(cha)(cha)分析倫敦一(yi)社(she)區的(de)(de)(de)霍(huo)(huo)亂疾病(bing)才(cai)(cai)發(fa)現(xian)(xian)(xian)該(gai)疾病(bing)的(de)(de)(de)傳播與飲用同一(yi)口受病(bing)人(ren)(ren)污染(ran)的(de)(de)(de)井水有關，飲水不安全(quan)才(cai)(cai)首次(ci)與水中的(de)(de)(de)病(bing)原微生(sheng)物關聯(lian)了(le)起來(lai)。而在接下來(lai)的(de)(de)(de)30年(nian)(nian)左右時間里，借助(zhu)于顯(xian)微鏡觀察(cha)(cha)和(he)細菌(jun)培養(yang)法，科(ke)學(xue)家們也相(xiang)繼(ji)發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)引發(fa)霍(huo)(huo)亂的(de)(de)(de)霍(huo)(huo)亂弧菌(jun)和(he)引發(fa)傷寒的(de)(de)(de)傷寒桿菌(jun)等細菌(jun)類病(bing)原微生(sheng)物。比細菌(jun)更小(xiao)的(de)(de)(de)病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)(xian)則稍為晚(wan)一(yi)些。

過(guo)(guo)(guo)(guo)濾的(de)(de)(de)推廣應用極大(da)地降低(di)了水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)病原微生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)風(feng)險及水(shui)(shui)致傳染(ran)病的(de)(de)(de)流行范圍和(he)(he)程(cheng)度。這是因(yin)為過(guo)(guo)(guo)(guo)濾在去除(chu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)濁度和(he)(he)顆粒物(wu)質的(de)(de)(de)同時，也去除(chu)了水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)大(da)部分的(de)(de)(de)病原微生(sheng)(sheng)物(wu)。但早(zao)在20世紀初科學家們(men)就(jiu)發現(xian)，由 “混凝(ning)→絮凝(ning)→沉(chen)淀→過(guo)(guo)(guo)(guo)濾”組成(cheng)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)流程(cheng)盡管(guan)可(ke)(ke)將濁度降至(zhi)很(hen)低(di)（如<0.3 NTU）（見“水(shui)(shui)處(chu)理(li)常規工(gong)藝(yi)”），但仍(reng)不足以(yi)完(wan)全消(xiao)除(chu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)病原微生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)風(feng)險。這就(jiu)需要對(dui)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾后的(de)(de)(de)水(shui)(shui)進行消(xiao)毒(du)，即對(dui)殘余的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)進行滅活，以(yi)及在管(guan)網(wang)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)維持一定(ding)濃度的(de)(de)(de)消(xiao)毒(du)劑余量。換言之，過(guo)(guo)(guo)(guo)濾和(he)(he)消(xiao)毒(du)是地表水(shui)(shui)源(yuan)飲用水(shui)(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)雙核心，兩(liang)者缺一不可(ke)(ke)。

無論是采用氯、臭氧還(huan)是紫外消(xiao)(xiao)毒(du)(du)，消(xiao)(xiao)毒(du)(du)池(chi)/器(qi)的(de)(de)設(she)計都(dou)至(zhi)關重要，需要提(ti)(ti)升消(xiao)(xiao)毒(du)(du)劑在(zai)(zai)其中的(de)(de)有(you)效(xiao)接觸時(shi)間(jian)(jian)（即(ji)CT值中的(de)(de)T）。由(you)于消(xiao)(xiao)毒(du)(du)池(chi)/器(qi)內(nei)一(yi)(yi)般(ban)存在(zai)(zai)短流、死(si)區和彌(mi)散現(xian)象，不是理想的(de)(de)推流式反(fan)應器(qi)，消(xiao)(xiao)毒(du)(du)劑與(yu)水的(de)(de)有(you)效(xiao)接觸時(shi)間(jian)(jian)一(yi)(yi)定短于水力停留(liu)時(shi)間(jian)(jian)（HRT）。在(zai)(zai)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)池(chi)/器(qi)內(nei)設(she)置(zhi)隔板(ban)墻(qiang)（擋板(ban)）從而增加長寬(kuan)比(bi)、在(zai)(zai)入口處設(she)置(zhi)花墻(qiang)、在(zai)(zai)拐彎處設(she)置(zhi)導(dao)流墻(qiang)等都(dou)可有(you)效(xiao)提(ti)(ti)升有(you)效(xiao)接觸時(shi)間(jian)(jian)，嚴格(ge)來說是提(ti)(ti)升有(you)效(xiao)接觸時(shi)間(jian)(jian)與(yu)水力停留(liu)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)比(bi)值（至(zhi)0.8或以(yi)上）。提(ti)(ti)升消(xiao)(xiao)毒(du)(du)劑的(de)(de)有(you)效(xiao)接觸時(shi)間(jian)(jian)對微生物的(de)(de)超(chao)高效(xiao)滅活（如>99.99%，即(ji)4 log）尤為重要。

但在工(gong)(gong)程(cheng)上(shang)，僅僅依賴消毒(du)(du)來消除病原微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)風(feng)險并不(bu)經(jing)濟可行，也不(bu)具(ju)可靠性。由 “混凝(ning)→絮(xu)凝(ning)→沉淀→過濾(lv)→消毒(du)(du)”組(zu)成的(de)水(shui)處理多(duo)級屏障(zhang)工(gong)(gong)藝(yi)更科學和經(jing)濟：常規工(gong)(gong)藝(yi)降低濁度(du)和微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)濃度(du)，后序(xu)消毒(du)(du)單元(yuan)對(dui)殘余微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)進行有效滅活，管網(wang)等(deng)輸(shu)配(pei)水(shui)系統維持一定濃度(du)的(de)余氯防止微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)繁殖。為(wei)了保障(zhang)管網(wang)末梢(shao)水(shui)的(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)安全性，建(jian)議管網(wang)末梢(shao)水(shui)余氯盡量不(bu)低于0.2 mg/L。

余氯是指水經過加氯消毒并接觸一定時間后，水中所余留的有效氯。水廠中的水需要經過漫長的輸配水管網，才能運往千家萬戶，在輸送過程中，水質難免會被細菌等微生物污染。在長距離的管道輸送中，為了持續保證自來水的微生物安全，自來水在(zai)出廠時必須含(han)有一定的余氯。