由于臭氧具有优异的消毒和氧化性能，因此被广泛应用于许多水处理中。这些应用都具有用于实施和应用臭氧的各种用途和方法。
臭氧在水处理中具有广泛的用途和应用。 臭氧可用作消毒剂、消色剂、除臭剂、解毒剂、沉淀剂、凝结剂和去除味道。因此，当遇到这些水问题时，应考虑使用臭氧，特别是当怀疑水生病原体时，因为臭氧是一种有效的杀菌剂。
臭氧是一种绿色水处理替代品，可降低化学品，减少水中的副产物和新残留物。臭氧具有半衰期，臭氧水处理后水中没有剩余残留物，剩余臭氧变成氧气。臭氧还可以降低化学需求，臭氧自身可以凝结并沉淀许多物质，因此也是一种相当有效的絮凝剂，它可以减少处理设施中的其他化学要求。
用臭氧氧化可以降低化学成本和总体能耗。 臭氧是广谱微生物控制或消毒剂。例如，对于贾第虫孢囊的灭活，游离氯的Ct（浓度和时间）比臭氧大约高100倍。对于病毒，氯的含量约为臭氧的6倍。对于隐孢子虫来说，由于灭活效率的原因，臭氧是美国环保署推荐的消毒剂之一。
臭氧比替代化学品更安全。不需要在很快成为饮用水的水中加入高浓度的。当在饮用水处理中实施臭氧时，氯需求量大大减少，因为它仅需要作为在低水平下在分配系统中提供残余物的方式。这限度地减少了产生致癌THM和其他氯副产物的可能性。
臭氧还可以降低整体化学品消耗，因为它能够消毒而不添加其他可能随后需要除去的化学物质。
什么时候臭氧可以用于水处理？
臭氧可用于氧化几乎任何可氧化的物质。臭氧可以与除惰性气体之外的所有元素结合或反应，甚至一些*氧化的分子也可能与自由基反应，并且当臭氧在水溶液中分解时会引起其他引发的反应。
臭氧通常可用于水处理，只要使用或考虑使用氯（Cl2），二氧化氯（ClO2），（KMnO4），紫外线（UV），过氧化氢（H2O2），氧气（O2）或曝气。此外，臭氧与高级氧化过程（AOP）中的其他处理非常相容，并且可以与特殊情况或问题一起使用。
臭氧以其降低分子分子量的能力而着称，无论是来自细菌的细胞壁，还是来自导致水着色或味道差的碳源。
臭氧可以在水中起作用？
用臭氧处理的水需要过滤或沉淀，因为臭氧倾向于凝结并沉淀水中的许多杂质。基本上，通常用酸、过氧化物、氯或其他氧化剂解决的水质问题可能是臭氧处理的主要候选者。
还要特别强调的是：如果臭氧不能用于处理水质问题，那么很可能没有其他可用的氧化剂能够完成这项工作。
以下污染物或问题均可用臭氧处理：
细菌 - 所有已知的，包括铁细菌
矿物质 - 无机物、染料等
金属 - 铁、锰和许多其他
有机物 - 颜色、藻类，其他碳化合物
原生动物 - 所有已知的，包括隐孢子虫、贾第虫和所有变形虫
病毒 - 全都知道
BOD和COD - 反应迅速，因为臭氧是一种非常活跃的氧气形式
将臭氧与UV或过氧化氢结合使用，可产生高级氧化过程（AOP）以产生羟基自由基（OH-），这是比单独使用臭氧更有效的氧化方法。
