自從臭氧在水處理中應(yīng)用以來，由于臭氧處理技術(shù)的設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用較高，盡管進(jìn)行了廣泛的研究，但除了用于飲用水消毒外，其他的實(shí)際應(yīng)用很少。近年來，由于在水處理實(shí)踐中遇到了諸如氯消毒副產(chǎn)物、難生物降解或有毒有害有機(jī)廢水的治理等缺乏有效的方法等困難，又隨著臭氧發(fā)生設(shè)備性能的提高，臭氧技術(shù)才重新得到了重視，并且改進(jìn)和發(fā)展了臭氧水處理技術(shù)。
臭氧/活性炭技術(shù)
活性炭在反應(yīng)中，可能如同堿性溶液中·OH的作用一樣，能引發(fā)臭氧基型鏈反應(yīng)，加速臭氧分解生成·OH等自由基。作為催化劑，活性炭與臭氧共同作用降解微量有機(jī)污染物的反應(yīng)與其他涉及臭氧生成·OH的反應(yīng)（如提高pH值、投加H2O2，UV輻射）一樣，屬于高級(jí)氧化技術(shù)。此外，活性炭具有巨大表面積及方便使用的特點(diǎn)，是一種很有實(shí)際應(yīng)用潛力的催化劑。臭氧生物活性炭對(duì)有機(jī)物的去除包括臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解等3個(gè)過程。
光催化臭氧氧化
光催化臭氧氧化（O3/UV）是光催化的一種。即在投加臭氧的同時(shí)，伴以光（一般為紫外光）照射。這一方法不是利用臭氧直接與有機(jī)物反應(yīng)，而是利用臭氧在紫外光的照射下分解產(chǎn)生的活潑的次生氧化劑來氧化有機(jī)物。臭氧能氧化水中許多有機(jī)物，但臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)是選擇性的，而且不能將有機(jī)物徹底分解為CO2和H2O，臭氧化產(chǎn)物常常為羧酸類有機(jī)物。要提高臭氧的氧化速率和效率，必須采用其他措施促進(jìn)臭氧的分解而產(chǎn)生活潑的·OH自由基。自從20世紀(jì)70年代初，人們發(fā)現(xiàn)O3/UV能有效處理氰化物廢水以來，對(duì)O3/UV氧化方式進(jìn)行了許多研究。研究證明，O3/UV比單獨(dú)臭氧處理更有效，而且能氧化單純用臭氧難以降解的有機(jī)物。只有在酸性時(shí)，臭氧才是主要的氧化劑，中性及堿性時(shí)氧化是按自由基反應(yīng)模式進(jìn)行的；在O3/UV，O3情形下，酚及TOC的去除率隨pH值升高而升高，在一定的pH值時(shí)，3種方法的處理效果為O3/UV>O3>UV。
臭氧/絮凝處理工藝
在臭氧氧化處理水中，很多研究者發(fā)現(xiàn)，臭氧能改變水中懸浮物的性質(zhì)，從而改變絮凝操作單元的去除效果。實(shí)際效果主要表現(xiàn)在可以使水中懸浮顆粒變大；使處于溶解狀態(tài)的有機(jī)物變成可絮凝的膠體顆粒；提高隨后絮凝和過濾單元操作TOC和濁度的去除能力；可以減少絮凝劑的投加量，降低化學(xué)藥品的耗用量以及改善絮體的沉降性能與減少污泥的產(chǎn)生量等方面。
臭氧/膜處理工藝
近年來，膜在水處理中的應(yīng)用已越來越廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。其中最為關(guān)鍵的是膜的污染問題，水中腐殖酸與多價(jià)金屬陽離子的作用及膠粒在膜上的吸附被認(rèn)為是膜污染的根本原因。而臭氧對(duì)腐殖酸的反應(yīng)活性較高，能將其降解為低分子量的羧酸和一些有醇類物質(zhì)。Lozier等利用臭氧與反滲透膜相結(jié)合的工藝處理腐殖酸水體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)臭氧化后再經(jīng)膜處理時(shí)，膜的回洗周期極大地延長，而且壓力降也大大降低，這樣就節(jié)省了很多能耗。Dunn等在利用此工藝處理河水時(shí)也發(fā)現(xiàn)，預(yù)臭氧化不但能使膜的壓力降降低，而且出水的濁度也有所改善。
金屬催化臭氧氧化技術(shù)
金屬催化臭氧氧化是以固體狀的金屬（金屬鹽及其氧化物）為催化劑，從而加強(qiáng)臭氧氧化反應(yīng)。金屬催化臭氧氧化是近幾年才發(fā)展起來的新型技術(shù)，從臭氧技術(shù)的發(fā)展來看，從一開始的堿催化劑到光催化、金屬催化臭氧化，目的就是促進(jìn)O3分解，以產(chǎn)生自由基等活性中間體來強(qiáng)化臭氧化。盡管這種方法還有很多問題有待解決，但這是臭氧氧化的一種較新穎的方法。
