1894年に発表された論文で、水に塩素を加えて「無菌状態」にすることが正式に提案されました。 他の2つの権威がこの提案を支持し、1895年に他の多くの論文で発表されました。 浄水場で水の塩素化を実施する初期の試みは、1893年にドイツのハンブルグで行われた。
恒久的な水の塩素処理は、1905年にイギリスのリンカーンで、スローサンドフィルターの欠陥と汚染された水道水が原因で腸チフスの深刻な流行を引き起こしたことから始まりました。 1905年、イギリスのリンカーンで腸チフスが大流行したとき、アレクサンダー・クルックシャンク・ヒューストンは水の塩素処理で流行を食い止めた。 彼の設備では、いわゆる石灰の塩化物を濃縮した溶液を処理水に投入した。 これは単なる塩化カルシウムではなく、塩素ガスが石灰水（希薄な水酸化カルシウム）に溶け込んで次亜塩素酸カルシウム（塩素化石灰）になっているものだった。
米国で消毒のために塩素が継続的に使用されたのは、1908年にニュージャージー州ジャージーシティの供給源となっていたBoonton Reservoir（Rockaway River）でのことでした。 石灰塩化物（次亜塩素酸カルシウム）の希薄な溶液を0.2～0.35ppmになるように制御して添加することで塩素消毒を行った。 この処理方法はJohn L. Lealが考案し、塩素処理プラントはGeorge Warren Fullerが設計した。
圧縮された液化塩素ガスを用いて飲料水を浄化する技術は、1903年にインド医療局の英国人将校ヴィンセント・B・ネスフィールドによって開発された。 ネスフィールド自身の説明によると、「塩素ガスを使用するための適切な手段が見つかれば、塩素ガスは満足のいくものになるかもしれないと思いました……. 次に重要な問題は、このガスをどのようにして携帯できるようにするかであった。 これには2つの方法がある。 ガスを液化して、非常に微細な毛細管現象を利用した噴射口を持ち、蛇口またはスクリューキャップを備えた鉛ライニングの鉄製容器に貯蔵する。 蛇口をひねって、必要な量の水の中にシリンダーを入れる。 塩素が泡となって出てきて、10分から15分で水は完全に安全になる。
1910年、陸軍医学校の化学教授カール・ロジャース・ダーナル少佐が初めて実用的なデモンストレーションを行いました。 この研究は、現在の自治体の浄水システムの基礎となった。 ダーナルが実演した直後、陸軍軍医局のウィリアム・J・L・リスター少佐は、次亜塩素酸カルシウムの溶液を麻袋に入れて水処理に使用した。
この方法は何十年にもわたって、野戦や収容所での米軍の標準となり、おなじみの「リスター・バッグ（Lister Bag）」という形で実施されました。 帆布製の「バッグ、水、殺菌」は、野戦調理場の一般的な備品で、100人に1つ支給され、標準的な36ガロンの容量で、しばしば改良された三脚に吊り下げられていました。 第一次世界大戦からベトナム戦争まで使用されていたが、現在では、現地の水をミクロレベルのフィルターで圧搾して飲料水を作る逆浸透システムに取って代わられている。大規模生産用の「逆浸透膜浄水ユニット」（1980年）と「戦術的浄水システム」（2007年）、小規模なニーズに対応する「ライト浄水器」は、限外ろ過技術を搭載し、あらゆる水源から飲料水を作ることができ、15分ごとに自動逆洗サイクルを行うことで洗浄作業を簡略化している。
塩素ガスは、ペンシルバニア州フィラデルフィアのベルモントフィルター工場で、チャールズ・フレデリック・ウォレス（Charles Frederick Wallace）が発明した機械（Chlorinator）を使って、水道水の消毒のために継続的に使用されたのが最初である。 この機械は、1913年にウォレス・ティアナン社によって製造されました。 1941年までに、アメリカの飲料水の殺菌は、石灰塩化物に代わって塩素ガスによる殺菌が主流となりました。