In un articolo pubblicato nel 1894, fu formalmente proposto di aggiungere cloro all’acqua per renderla “senza germi”. Altre due autorità appoggiarono questa proposta e la pubblicarono in molti altri articoli nel 1895. I primi tentativi di implementare la clorazione dell’acqua in un impianto di trattamento delle acque furono fatti nel 1893 ad Amburgo, in Germania. Nel 1897 la città di Maidstone, in Inghilterra, fu la prima ad avere la sua intera fornitura di acqua trattata con il cloro.
La clorazione permanente dell’acqua iniziò nel 1905, quando un filtro a sabbia lento difettoso e una fornitura di acqua contaminata causarono una grave epidemia di febbre tifoidea a Lincoln, in Inghilterra. Alexander Cruickshank Houston usò la clorazione dell’acqua per fermare l’epidemia. Il suo impianto alimentava una soluzione concentrata del cosiddetto cloruro di calce nell’acqua da trattare. Questo non era semplicemente cloruro di calcio moderno, ma conteneva gas di cloro dissolto in acqua di calce (idrossido di calcio diluito) per formare ipoclorito di calcio (calce clorurata). La clorazione della fornitura d’acqua aiutò a fermare l’epidemia e, come precauzione, la clorazione fu continuata fino al 1911, quando fu commissionata una nuova fornitura d’acqua.
Il primo uso continuo del cloro negli Stati Uniti per la disinfezione ebbe luogo nel 1908 al Boonton Reservoir (sul fiume Rockaway), che serviva come approvvigionamento per Jersey City, New Jersey. La clorazione fu ottenuta tramite aggiunte controllate di soluzioni diluite di cloruro di calce (ipoclorito di calcio) a dosi da 0,2 a 0,35 ppm. Il processo di trattamento fu concepito da John L. Leal, e l’impianto di clorazione fu progettato da George Warren Fuller. Nel corso degli anni successivi, la disinfezione con cloruro di calce (ipoclorito di calcio) fu rapidamente installata nei sistemi di acqua potabile di tutto il mondo.
La tecnica di purificazione dell’acqua potabile mediante l’uso di gas cloro liquefatto compresso fu sviluppata da un ufficiale britannico del Servizio Medico Indiano, Vincent B. Nesfield, nel 1903. Secondo il suo resoconto, “Mi venne in mente che il gas cloro potrebbe essere trovato soddisfacente … se si potessero trovare i mezzi adatti per usarlo…. La prossima questione importante era come rendere il gas portatile. Questo potrebbe essere realizzato in due modi: liquefacendolo e conservandolo in recipienti di ferro rivestiti di piombo, con un getto con un canale capillare molto sottile, e dotati di un rubinetto o di un tappo a vite. Si apre il rubinetto e si mette il cilindro nella quantità d’acqua richiesta. Il cloro bolle fuori, e in dieci o quindici minuti l’acqua è assolutamente sicura. Questo metodo sarebbe utile su larga scala, come per i carrelli dell’acqua di servizio.”
Il maggiore Carl Rogers Darnall, professore di chimica alla scuola medica dell’esercito, diede la prima dimostrazione pratica nel 1910. Questo lavoro divenne la base degli attuali sistemi di purificazione dell’acqua municipale. Poco dopo la dimostrazione di Darnall, il maggiore William J. L. Lyster del dipartimento medico dell’esercito usò una soluzione di ipoclorito di calcio in un sacchetto di lino per trattare l’acqua.
Per molti decenni, il metodo di Lyster è rimasto lo standard per le forze di terra statunitensi sul campo e nei campi, implementato nella forma della familiare Lyster Bag (anche scritta Lister Bag). La “borsa, acqua, sterilizzante” di tela era una componente comune delle cucine da campo, rilasciata una ogni 100 persone, di una capacità standard di 36 galloni che pendeva da un treppiede spesso improvvisato sul campo. In uso dalla prima guerra mondiale fino alla guerra del Vietnam, è stato sostituito da sistemi a osmosi inversa che producono acqua potabile filtrando a pressione l’acqua locale attraverso filtri di livello microscopico: l’unità di purificazione dell’acqua a osmosi inversa (1980) e il Tactical Water Purification System (2007) per la produzione su larga scala, e l’unità Light Water Purifier per le esigenze su piccola scala che include la tecnologia di ultrafiltrazione per produrre acqua potabile da qualsiasi fonte e utilizza cicli automatici di controlavaggio ogni 15 minuti per semplificare le operazioni di pulizia.
Il gas cloro è stato usato per la prima volta in modo continuativo per disinfettare la fornitura d’acqua nell’impianto di filtraggio di Belmont, a Filadelfia, in Pennsylvania, utilizzando una macchina inventata da Charles Frederick Wallace che l’ha soprannominata Chlorinator. Fu prodotto dalla società Wallace & Tiernan a partire dal 1913. Entro il 1941, la disinfezione dell’acqua potabile degli Stati Uniti con il gas cloro aveva ampiamente sostituito l’uso del cloruro di calce.