臭氧是強烈的氧化劑，在工業污水應用中，它能氧化多種有機物和無機物，清除對臭氧敏感的毒物，如酚類、苯環類、氰化物、硫化物、亞硝酸鹽、鐵、錳、有機氮化合物等。臭氧對各種有機物的作用范圍較廣，可以去除其他方法不易去除的COD。同時臭氧有很強的氧化漂白作用，可以明顯降低水的色度和異味。臭氧還可以殺滅水中的藻類，又起阻垢和緩蝕作用，從而達到排放或回用目的。在城市污水處理/中水回用/提標改造工藝中，臭氧用于末端降COD、脫色、除臭、殺菌消毒。
臭氧的作用：
斷鏈：分解難生化大分子有機物
開環：分解苯酚、苯三酚、甲酚、二甲酚及其衍生物
除金屬：可氧化鐵、錳離子為金屬氧化物，使其在水中分離
解毒：降低含酚、氰化物及農藥廢水毒性
脫色：斷裂發色基團的雙價鍵，從而使廢水脫色
降COD：對于高COD工業廢水，可通過臭氧+催化劑，臭氧+UV，臭氧+雙氧水，臭氧+BAF，臭氧+MBR,臭氧+BAC等聯合工藝，去除部分COD，同時提高污水的可生化性。
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