廢水經化學氧化處理，可使廢水中所含有機物質和無機還原性物質進行氧化分解，不僅達到凈化目的，還可達到去臭、去味、去色的效果。
自從20世紀初法國巴黎最先使用臭氧處理城市自來水以來，臭氧氧化法呈現良好的發展勢頭。最近相繼建成的一些臭氧處理廢水的工業裝置效果很好，但其用電量大，成本較高。
臭氧在常溫常壓下是一種淡紫色氣體，有特殊氣味，其沸點為-111.9℃，在20℃及0.1013MPa下密度為2.141g/L,為氧的1.5倍。它在水中溶解度比氧大10倍。臭氧具有以下一些重要性質：
不穩定性，臭氧非常不穩定，在常溫下很容易自行分解成氧氣，同時還放出熱量，分解的速度與溫度、臭氧的濃度成正比；臭氧溶解在水中也不穩定，在較短時間內即分離為氧。溶解在蒸餾水中的臭氧的半衰期為15-30min;溶解在水中的臭氧的分解速度受PH值的影響也極為明顯；在酸性廢水中臭氧比較穩定；在堿性廢水中則分解迅速。
溶解性，臭氧在水中的溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍，臭氧的溶解度還受其在空氣中的濃度、環境壓力的影響。
氧化性 臭氧可使有機物質被氧化、可使烯烴、炔烴及芳香烴化合物被氧化成醛類和有機酸；臭氧很容易破壞廢水中所含有的酚，例如含600cm3/m3酚的石油廢水在PH值為12時，用1000cm3/m3臭氧幾乎可以使酚全部分解，達到殘余酚量小于0.015cm3/m3的排放要求，在PH值為7時，要達到同樣的處理程度，則需多消耗一倍的臭氧。一般臭氧的投加量為20-4000cm3/m3時，酚的去除率可達96%。臭氧對石油廢水中所含的硫醚、二硫化物、噻吩、硫茚以及其他致癌物質如1,2苯并蒽等均有很強的分解能力；臭氧也可以與無機物如氰化物等發生化學反應而放出氧。
由于臭氧及其在水中分解的中間產物氫氧基有很強的氧化性，可分解一般氧化劑難以破壞的有機物，而且反應完全，速度快，剩余臭氧會迅速轉化為氧，出水無臭無味，不產生污泥，原料空氣來源廣，因此臭氧氧化法在廢水處理中是很有前途的。
印染廢水的色度高，用生物處理時除色效果差。用臭氧處理時，可以單獨進行，也可與其他工藝（如絮凝過濾、活性炭吸附）結合使用。單獨用臭氧處理人造絲染色廢水時，脫色率可達90%；臭氧與絮凝過濾結合作用，脫色率可達99%～100%。對于一般印染廢水，臭氧投量40mg/L,脫色率達90%以上；但去除COD的能力低，僅40%，對于絮凝法難以去除的水溶性染料，用臭氧接觸3～10min,水就變得清澈無色。
臭氧處理含酚廢水的效果也很好。據報道采用20～40mg/L的劑量，可使生物處理后（經二次沉淀）水中的含酚量由0.38mg/L降到0.012mg/L。采用臭氧處理焦化廠含酚廢水，投量1000～2500mg/L，可使酚濃度由300～1500mg/L降到0.6～1.2mg/L。對于重油裂化廢水，投量169～190mg/L，pH=11.4時，除酚率達99.6%；pH=10.2時，油的去除率達87%。煉油廠廢水，經脫硫、浮選和曝氣處理后，含酚0.1～0.3mg/L，含油5～10mg/L，硫化物0.05mg/L；再采用臭氧進行三級處理，柱高5m，擴散板孔隙20μm左右，接觸時間10min,投臭氧50mg/L，處理后的含酚量小于0.01mg/L，含油量小于0.3mg/L，硫化物小于0.02mg/L，COD去除約60%，色度由8～12降到2～4度。
臭氧處理含氰廢水的試驗表明，對于重油裂解廢水，pH=11.4時，臭氧投加量為169～190mg/L，去氰效率達79.3%；對于電鍍廢水，含氰濃度為32.5mg/L時，投加臭氧60mg/L，去氰率達98.9%；對于腈綸廢水，含丙烯腈102mg/L（未經生化處理），投臭氧30mg/L，可完全去除丙烯腈。
臭氧氧化法也用于某些重金屬的去除。為了除去水中重金屬離子，先用石灰調PH值為7-9，然后加臭氧到飽和，就可除去99.5%以上的鎘、鉻、鉛、鎳、鋅、鐵、錳、鋁等。
自從20世紀初法國巴黎最先使用臭氧處理城市自來水以來，臭氧氧化法呈現良好的發展勢頭。最近相繼建成的一些臭氧處理廢水的工業裝置效果很好，但其用電量大，成本較高。
臭氧在常溫常壓下是一種淡紫色氣體，有特殊氣味，其沸點為-111.9℃，在20℃及0.1013MPa下密度為2.141g/L,為氧的1.5倍。它在水中溶解度比氧大10倍。臭氧具有以下一些重要性質：
不穩定性，臭氧非常不穩定，在常溫下很容易自行分解成氧氣，同時還放出熱量，分解的速度與溫度、臭氧的濃度成正比；臭氧溶解在水中也不穩定，在較短時間內即分離為氧。溶解在蒸餾水中的臭氧的半衰期為15-30min;溶解在水中的臭氧的分解速度受PH值的影響也極為明顯；在酸性廢水中臭氧比較穩定；在堿性廢水中則分解迅速。
溶解性，臭氧在水中的溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍，臭氧的溶解度還受其在空氣中的濃度、環境壓力的影響。
氧化性 臭氧可使有機物質被氧化、可使烯烴、炔烴及芳香烴化合物被氧化成醛類和有機酸；臭氧很容易破壞廢水中所含有的酚，例如含600cm3/m3酚的石油廢水在PH值為12時，用1000cm3/m3臭氧幾乎可以使酚全部分解，達到殘余酚量小于0.015cm3/m3的排放要求，在PH值為7時，要達到同樣的處理程度，則需多消耗一倍的臭氧。一般臭氧的投加量為20-4000cm3/m3時，酚的去除率可達96%。臭氧對石油廢水中所含的硫醚、二硫化物、噻吩、硫茚以及其他致癌物質如1,2苯并蒽等均有很強的分解能力；臭氧也可以與無機物如氰化物等發生化學反應而放出氧。
由于臭氧及其在水中分解的中間產物氫氧基有很強的氧化性，可分解一般氧化劑難以破壞的有機物，而且反應完全，速度快，剩余臭氧會迅速轉化為氧，出水無臭無味，不產生污泥，原料空氣來源廣，因此臭氧氧化法在廢水處理中是很有前途的。
印染廢水的色度高，用生物處理時除色效果差。用臭氧處理時，可以單獨進行，也可與其他工藝（如絮凝過濾、活性炭吸附）結合使用。單獨用臭氧處理人造絲染色廢水時，脫色率可達90%；臭氧與絮凝過濾結合作用，脫色率可達99%～100%。對于一般印染廢水，臭氧投量40mg/L,脫色率達90%以上；但去除COD的能力低，僅40%，對于絮凝法難以去除的水溶性染料，用臭氧接觸3～10min,水就變得清澈無色。
臭氧處理含酚廢水的效果也很好。據報道采用20～40mg/L的劑量，可使生物處理后（經二次沉淀）水中的含酚量由0.38mg/L降到0.012mg/L。采用臭氧處理焦化廠含酚廢水，投量1000～2500mg/L，可使酚濃度由300～1500mg/L降到0.6～1.2mg/L。對于重油裂化廢水，投量169～190mg/L，pH=11.4時，除酚率達99.6%；pH=10.2時，油的去除率達87%。煉油廠廢水，經脫硫、浮選和曝氣處理后，含酚0.1～0.3mg/L，含油5～10mg/L，硫化物0.05mg/L；再采用臭氧進行三級處理，柱高5m，擴散板孔隙20μm左右，接觸時間10min,投臭氧50mg/L，處理后的含酚量小于0.01mg/L，含油量小于0.3mg/L，硫化物小于0.02mg/L，COD去除約60%，色度由8～12降到2～4度。
臭氧處理含氰廢水的試驗表明，對于重油裂解廢水，pH=11.4時，臭氧投加量為169～190mg/L，去氰效率達79.3%；對于電鍍廢水，含氰濃度為32.5mg/L時，投加臭氧60mg/L，去氰率達98.9%；對于腈綸廢水，含丙烯腈102mg/L（未經生化處理），投臭氧30mg/L，可完全去除丙烯腈。
臭氧氧化法也用于某些重金屬的去除。為了除去水中重金屬離子，先用石灰調PH值為7-9，然后加臭氧到飽和，就可除去99.5%以上的鎘、鉻、鉛、鎳、鋅、鐵、錳、鋁等。