隨著時間的推移，純化水系統中微生物逐漸增多，企業需要通過利用物理或化學方法進行消毒，以清除病原微生物，確保水中的微生物符合用水要求。純化水系統的消毒方式主要有巴氏消毒、臭氧消毒、紫外線消毒、純蒸汽消毒以及化學消毒。其中，前三種消毒方式見。
一、巴氏消毒
巴氏消毒主要利用病原體不耐熱的特點，將系統里的液體加熱到合適的溫度并殺滅微生物。該消毒方式主要用于在純化水系統中活性炭、RO、EDI、儲存及分配系統的消毒，是目前常用并且效果不錯的消毒方式。
巴氏消毒的加熱方式有兩種，分別為儲罐夾套加熱、回路主管網上熱交換器加熱，通過調節加熱純化水的溫度來實現控制，操作簡單，檢測方便，準確性較高，但是純化水儲存和分配系統需要先加熱后冷卻，而且消毒操作時間相對比較長，若企業車間沒有工業蒸汽配置，這種消毒方式在使用上也會受到限制。
二、臭氧消毒
臭氧消毒是利用臭氧的強氧化性，通過氧化作用導致細胞溶解甚至死亡從而起到殺菌作用。目前，產生臭氧主要有兩種方式，分別為放電法和水電解法。其中的水電解法以純化水為原料產生臭氧，沒有系統外部的污染，是目前業內較為認可的純化水系統消毒方式。但因為臭氧較為活躍，容易發生分解，如若泄露對大氣和人體造成傷害，在應用時對臭氧發生器和臭氧濃度檢測等設備提出了較高的要求，一定程度上增加了企業的投資成本，需根據客戶的成本預算以及產水水質要求來選擇。
三、紫外線消毒
紫外線消毒是利用紫外線來抑制微生物的繁殖而起到殺菌作用，只能殺死系統中90%的微生物菌，可以作為其他消毒方式的補充，減少系統的運行成本，但是不能代替周期性的消毒和滅菌功能。紫外線消毒多與巴氏消毒方式組合，防止系統內微生物生長過快。
四、純蒸汽消毒
純蒸汽消毒是利用121 ℃高溫來滅殺系統中微生物，工作周期較短，滅菌效果佳，但要求系統設備耐溫耐壓。當應用到系統末端和低點，由于缺乏檢測和控制裝置時，消毒的效果并不穩定，安全性也不高。
五、化學消毒
化學消毒方式，顧名思義，通過添加化學藥劑對純化水系統管道進行清洗消毒。由于消毒費用高，驗證比較麻煩，基本上不會用作純化水系統常規的消毒方式。如果停機時間超過10天，可采用化學藥劑清洗。
