臭氧具有很强的氧化性，可以氧化多种化合物，而且具有耗量小，反应速度快、不产生污泥等优点，因此被成功地应用于饮用水、工业废水及循环冷却水处理工艺中，特别是近二十年来，人们发现氯消毒会产生对人体有致癌作用的三氯甲烷（THMS），而臭氧杀灭活细菌和病毒的效率要远优于氯消毒，同时还可效地去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质，并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮，所以臭氧氧化技术在水处理方面得到了越来越广泛的应用，并由此发展出多种更有效的复合处理工艺。
1、 饮用水处理
臭氧化技术应用最广泛和最成功的领域是饮用水处理。目前全世界的臭氧化处理厂已有近两千家，主要分布在欧洲。臭氧在饮用水处理中的主要功能有：消毒杀菌，脱色，除嗅、味，去除铁、锰、氧化分解有机物和絮凝作用等。在大多数水处理厂中，臭氧均是多功能的。 多年的研究和实践证明，臭氧与传统的氧化剂相比不仅可以避免产生有机氯化物，而且还具有能提高过滤速度，减少滤池数量，促进絮凝，较少絮凝池数量和絮凝剂用量，延长滤池使用时间，减少冲洗水耗量，提高水质水感等优点。
1．1 消毒杀菌
臭氧在水处理中的应用就是作为消毒剂，它对一般细菌、大肠菌、病毒等特别有效，其杀菌能力比氯系列消毒剂要强几十倍到数百倍，各种常规消毒剂的杀菌能力次序为O3>CIO:>HOCI>OCI>CI->CI->NHCI>NHCL3。当臭氧浓度为0.01mg/1时,1分钟以下的接触时间即可杀死纯水中大肠杆菌,对于饮用水,最佳的臭氧数量为1-4mg/1[1]，若要是99.9%的细菌和病毒失活则接触时间约为10-12分钟[2]。
1．2 有机物的氧化分解
臭氧在理论上可以彻底氧化绝大部分有机物，但所消耗的臭氧量很大，据研究，这种O3：TOC在15：1以上[7]。因此，实际应用中通常采用臭氧低投量法，将大分子分解为小分子，有害物分解为无害物，难降解物质转化为可降解物质，在辅以其它方法，使有机物的去除更为经济和有效。
1．3 色、嗅、味的去除
臭氧具有很强的脱色、嗅、味能力，而且可以避免加氯而产生氯酚等异味。
目前，常用的去除色、嗅、味工艺是将03与其它技术联用，这样既能提高处理效率又可减少臭氧的用量。据研究，同样去除90%的C13H33O，若将臭氧与紫外光联用，则臭氧浓度只需4mg/1[11]。
