臭氧是强烈的氧化剂，在工业污水应用中，它能氧化多种有机物和无机物，清除对臭氧敏感的毒物，如酚类、苯环类、氰化物、硫化物、亚硝酸盐、铁、锰、有机氮化合物等。臭氧对各种有机物的作用范围较广，可以去除其他方法不易去除的COD。同时臭氧有很强的氧化漂白作用，可以明显降低水的色度和异味。臭氧还可以杀灭水中的藻类，又起阻垢和缓蚀作用，从而达到排放或回用目的。在城市污水处理/中水回用/提标改造工艺中，臭氧用于末端降COD、脱色、除臭、杀菌消毒。
臭氧的作用：
断链：分解难生化大分子有机物
开环：分解苯酚、苯三酚、甲酚、二甲酚及其衍生物
除金属：可氧化铁、锰离子为金属氧化物，使其在水中分离
解毒：降低含酚、氰化物及农药废水毒性
脱色：断裂发色基团的双价键，从而使废水脱色
降COD：对于高COD工业废水，可通过臭氧+催化剂，臭氧+UV，臭氧+双氧水，臭氧+BAF，臭氧+MBR,臭氧+BAC等联合工艺，去除部分COD，同时提高污水的可生化性。
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