一般认为污水中的致病微生物有细菌、病毒、立克次氏体、原生动物和真菌等五种。生活污水及屠宰、生物制品、医院、制革、洗毛等工业污水中常含有这些能传染各种疾病的致病微生物。

消毒杀菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法，石灰处理，紫外线照射，加热处理，超声波等，另外超滤处理也可以除去水中大部分的细菌。就病毒的去除而言，臭氧氧化、紫外线照射等方法效果较好，但处理后的水中不会残留类似余氯的剩余消毒剂，无法防止微生物的再繁殖，通常需要在处理后再补充加氯处理。

对致病病原体较为集中和含量较大的污水最好进行多带带消毒处理，然后再和其他污水一起进行二级生化处理，这样可以减少消毒剂的消耗量。因为病原体在水中的存活时间较长，有的病毒和寄生虫卵用一般的消毒方法难以灭活。