Tất cả các hoạt động trong sinh hoạt và sản xuất của con người đều tạo ra chất thải.
Các chất thải tồn tại ở dạng rắn, lỏng và khí. Ngoài các chất ô nhiễm vô cơ, hữu cơ trong
nước còn có nhiều loại vi sinh vật như vi khuẩn, vi trùng, virut gây bệnh như tả, lỵ, thương
hàn . Do đó, việc khử trùng nước là một quá trình không thể thiếu được trong công nghệ
xử lý nước. Khử trùng nước là quá trình loại bỏ trong nước thải những vi sinh có khả năng
gây bệnh, là hàng rào cần thiết và cuối cùng chống lại sự phơi nhiễm của người với những
vi sinh gây bệnh, bao gồm virus, vi khuẩn và protozoa. Cơ sở của phương pháp khử trùng
bằng hóa chất là sử dụng chất oxy hóa mạnh hơn để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và
tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường dùng là: các halogen clo, brom; clo dioxyt; các
hypoclorit và các muối của nó; ozon Phương pháp khử trùng hóa học có hiệu suất cao nên
được sử dụng rộng rãi với nhiều quy mô.
Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất, khi clo
tác dụng với nước đều cho các phân tử axit hypocloro (HOCl), một hợp chất có khả năng
khử trùng rất mạnh. Mặt khác Clo còn có một lợi thế là có thể duy trì với một nồng độ nhỏ
trong nước trong khoảng thời gian tương đối dài để đảm bảo khả năng chống tái nhiễm
khuẩn trên hệ thống cấp nước và lưu trữ. Vì vậy hiện nay clo vẫn được sử dụng để khử
trùng thông dụng nhất. Đến nay có nhiều phương pháp khử trùng được nghiên cứu để thay
thế clo như ozon, UV, brom,. nhưng chưa có phương pháp nào thay thế được Clo. Xu
hướng hiện nay là kết hợp Clo với các phương pháp khác như UV để tăng hiệu quả khử
trùng và giảm hàm lượng Clo cần sử dụng. Một phương pháp thường được sử dụng gần đây
là UV/HOCl/ClO-.
Tuy nhiên, sự có mặt của Clo trong nước cũng có thể tạo nên những hợp chất hữu cơ
độc hại cơ clo, là những tác nhân gây nên bệnh ung thư. Trong nguồn nước tự nhiên luôn
tồn tại các chất hữu cơ thiên nhiên như axit humic, các axit hữu cơ hòa tan, các amino axit
và các chất ô nhiễm hữu cơ công nghiệp. Những hợp chất hữu cơ này thường có cấu trúc
phức tạp và có thể phản ứng với clo tạo nên các hợp chất nguy hiểm như clorofom và các
hợp chất trihalometan (THM), bao gồm triclorometan, dibromochorometan,
bromodiclorometan, Những hợp chất này, đặc biệt là clorofom khi vào cơ thể sẽ gây tổn
thương gan, thận và đã được chứng minh là có liên quan đến nguyên nhân gây bệnh ung
thư.
Dưới tác động của ánh sáng, đặc biệt là tia tử ngoại, có thể dẫn đến sự phân ly của
các phân tử HClO và ion ClO- tạo nên các gốc tự do. Các gốc tự do này có thể oxy hóa các
chất hữu cơ và tạo thành các sản phẩm phụ khác nhau. Sự chuyển hóa của các hợp chất hữu
cơ ô nhiễm mới và các sản phẩm phụ của chúng trong quá trình xử lý đang là một hướng
nghiên cứu mới trong lĩnh vực phân tích trên thế giới cũng như ở Việt Nam