臭氧催化氧化技术属于氧化水处理技术中的一个重要分支，主要通过直接反应和间接反应两种途径得以实现，将大分子、难以生物降解的有机物氧化成低毒或***的小分子物质，臭氧对有机物色度，臭味，浊度，都有很好的去除效果，更为重要的是其可以大幅提高废水的可生化性，有利于后续的生化处理，从而保障废水达标外排
其主要原理为：臭氧分子在高效催化剂的催化作用下产生大量的羟基自由基团（?OH），该自由基团相对于臭氧具有更高的氧化能力（氧化还原电位E0=2.85 V，臭氧E0 =2.07 V，反应速率常数大，羟基自由基与大多数有机物反应的速率常数在106～1010mol-1.s-1），其几乎可以无选择性的对有机物进行氧化分解。该技术的关键点在于如何提高臭氧的吸收效率及转化效率。有机污染物的矿化程度较低是限制臭氧氧化应用的局限性之一，往臭氧氧化反应体系中加入少量的催化剂是解决这个问题的有效途径。根据催化剂与反应溶液的接触方式不同，可以将催化臭氧化分为均相催化臭氧氧化反应和非均相催化臭氧氧化反应。在反应体系中，随着臭氧投加量的增大，溶液中臭氧浓度逐渐升高，此时溶液中会产生更多的氧化活性组分（如•OH），使有机物的降解速率逐渐提高。由于臭氧在水中的溶解度较小，当投加的臭氧量过大时，臭氧会溢出反应体系而降低臭氧的利用效率，使臭氧处理成本升高。在设计臭氧氧化反应器时，需要考虑增大臭氧溶解度，常将反应器设计为高径比比较大的柱状或塔状，进而增加臭氧在反应器中的停留时间，提高臭氧的综合利用率。由于臭氧氧化有机物的局限性，其不能完全矿化有机物，有时也不需要完全矿化有机物，而常与其他技术联用，应实际工程应用过程还是需要根据处理目标选择合适的臭氧用量。
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