該技術是在臭氧氧化過程中利用溶液堿性(pH>5)、金屬離子、固態金屬、金屬氧化物或負載在載體上金屬或金屬氧化物以及礦物質等促進臭氧分子的分解，以產生更多強氧化性的自由基，提高臭氧氧化有機物的性能。雖然堿性環境利于臭氧產生羥基自由基，但是pH對臭氧化性能的影響復雜，高堿性環境有可能存在碳酸根或重碳酸根捕獲羥基自由基，從而抑制或中斷鏈式氧化反應。在同等條件下，羥基自由基的非選擇性可能會降低體系對某些特征污染物的去除效率，堿性條件下臭氧化含酚廢水COD的去除率更高，但酸性條件對其降解酚類化合物沒有顯著影響。另一方面，許多組合工藝可以增強臭氧氧化能力，劉金泉等采用H2O2/O3和UV/O3深度處理焦化廢水，相對于單獨臭氧氧化，兩種組合工藝對COD去除率均有一定程度的提高，但是，H2O2/O3系統的處理效果取決于H2O2的投加量，弱化了臭氧的氧化作用，紫外線傳播易受水中色度的干擾，缺少實用性。催化臭氧氧化技術通過催化劑的使用克服了傳統臭氧的缺陷，具有極強的氧化能力，可以完全地礦化有機物，且不會產生二次污染等問題，成為了研究的熱點領域，也更適用于廢水處理的工程化應用。針對催化劑在水中存在形式，將其分為均相催化和非均相催化臭氧氧化技術。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
常用到的均相催化劑一般為過渡金屬離子Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Cr3+等。該技術的可能機理是過渡金屬離子促進臭氧分解產生羥基自由基或者與有機物分子形成更易參與反應的絡合物從而被臭氧分子直接氧化。然而，催化劑易流失和引入金屬離子污染等問題限制其在水處理工程中的應用。同時，非均相催化臭氧化技術是通過固體催化劑來提高臭氧氧化水中污染物的性能，催化劑易于分離，不會產生二次污染，更為適用于煤制氣廢水的深度處理。韓洪軍等通過負載過渡金屬銅和錳的活性炭作為催化劑提高臭氧降解煤化工廢水污染物性能，結果表明處理后出水COD和氨氮達到城鎮污水處理廠污染物排放一級B標準，廢水可生化性明顯提高。然而，催化劑的活性易受水質和反應條件等因素的影響，甚至同一種催化劑在處理不同類型廢水時也會具有不同的處理能力。因此，實際工程中關于非均相臭氧催化技術應用的報道較少，研發低成本和高效性能的催化劑是該技術能夠工程化應用的關鍵。
常用到的均相催化劑一般為過渡金屬離子Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Cr3+等。該技術的可能機理是過渡金屬離子促進臭氧分解產生羥基自由基或者與有機物分子形成更易參與反應的絡合物從而被臭氧分子直接氧化。然而，催化劑易流失和引入金屬離子污染等問題限制其在水處理工程中的應用。同時，非均相催化臭氧化技術是通過固體催化劑來提高臭氧氧化水中污染物的性能，催化劑易于分離，不會產生二次污染，更為適用于煤制氣廢水的深度處理。韓洪軍等通過負載過渡金屬銅和錳的活性炭作為催化劑提高臭氧降解煤化工廢水污染物性能，結果表明處理后出水COD和氨氮達到城鎮污水處理廠污染物排放一級B標準，廢水可生化性明顯提高。然而，催化劑的活性易受水質和反應條件等因素的影響，甚至同一種催化劑在處理不同類型廢水時也會具有不同的處理能力。因此，實際工程中關于非均相臭氧催化技術應用的報道較少，研發低成本和高效性能的催化劑是該技術能夠工程化應用的關鍵。
