在保护水源水之后，在饮用水系统中防止污染的下一道防线是水处理过程，包括消毒和 污染物质物理去除。
１）有害物识别 在处理过程中可能引入有害物，或有害事件可能导致污染物以高浓度通过处理过程。 饮用水中的成分可通过处理过程被带入，包括用于处理水的化学添加剂，或与饮水接触的产 物。水源水的高浑浊度可以妨碍水处理过程，从而使肠道病原体得以进入处理过的水和输 配水系统中。与此类似，滤池反冲洗后的过滤不当，会将病原体引入输配水系统。
２）控制措施 控制措施可能包括预处理、混凝、絮凝、沉淀、过滤和消毒。 预处理包括诸如粗滤、微滤器、备用储存和岸边过滤。预处理可选择与各种处理方法能 相容的，按复杂程度从简单消毒到膜处理。预处理可以减少或稳定微生物、天然有机物质和 颗粒物。 混凝、絮凝、沉淀（或浮选）和过滤可除去颗粒物，包括微生物（细菌、病毒和原虫）。重要 的是对这些处理工艺进行优化和控制以达到持久和可靠的运行效果。化学混凝是最重要的 一步，它决定混凝、絮凝、澄清过程的去除效率。它还直接影响颗粒介质过滤单元的去除效率，它也间接影响消毒工艺的效率。混凝过程本身不大可能将任何新的有害微生物带入处 理过的水中，失败的或效率低下的混凝过程可能增加进入饮用水输配水系统的微生物负荷。
用于饮水处理各种过滤方法包括颗粒过滤、慢砂滤、预加涂层的滤料和膜过滤（微滤、超 滤、纳滤和反渗透）。通过适当的设计和操作，过滤可以对病原微生物起到持续有效的屏障 作用。在某些情况下还是唯一的处理屏障（如当氯用作唯一消毒剂时，用直接过滤方法去除 隐孢子虫卵囊）。
为了使微生物危险性减少到所要求的水平，大多数水处理系统有必要采用充分的消毒 措施。通过应用犆狋（消毒剂浓度和接触时间的乘积）概念，计算在特定的ｐｈ和温度下，对抵 抗力更强的微生物病原体灭活需要的消毒水平，这样可以保证其他更敏感的微生物也得到 有效的控制。当应用消毒方法时，应该考虑采取措施使生成的消毒副产物减到最少。
应用最为普通的消毒方法是加氯消毒。臭氧、紫外线照射、氯胺和二氧化氯消毒等也都 有应用。这些方法都能非常有效地杀灭细菌，也可以用来有效地灭活病毒（依据类型），有些 能够灭活多种原虫，包括贾第鞭毛虫和隐孢子虫。为了有效除去或灭活原虫包囊和卵囊，先 用混凝、絮凝而后过滤（减少颗粒物和浑浊度），然后再消毒（用单一或复合消毒剂）是最实用 的方法。
经消毒以后在提供用户之前的储存可以延长消毒剂接触时间，并改善消毒效果。这对 抵抗力较强的微生物，如贾第鞭毛虫和某些病毒尤为重要。