臭氧殺菌類屬于生物化學氧化反應。臭氧氧化分解了細菌內部葡萄糖所必須的酶；也可以直接與細菌、病毒發生作用，破壞其細胞壁和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，可以滲透到胞膜組織，進入細胞膜內的內部脂多糖于外膜脂蛋白發生反應，使細菌的物質發生通透性畸變，導致細胞的溶解死亡，并且將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱原（細菌病毒代謝產物、內毒素）等溶解變性死亡。

利用“臭氧”氧化之天然特性將阿摩尼亞味及有機性污染物質在腐敗分解中產生的臭味徹底分解去除，它破壞了產生臭味物質的分子結構，生成無毒、無臭的物質。泳池國際比賽游泳池幾乎都是采用臭氧技術處理，不但可去除水中的余氯，分解氯消毒產生的氯仿、溴二氯甲烷、四氧化碳等具有致癌性的氯化有機物。而且可殺菌；更為經濟的是延長池水的使用時間，成本降低。

臭氧在工業廢水處理中應用也十分普遍，常見的有對含酚、含氰及印染廢水處理等。臭氧能使氰絡鹽中的氰迅速分解，其反應為兩步，先將劇毒的CN-氧化為CNO-，以后再進一步氧化為CO2和N2，能使有毒廢水的毒性降低100倍左右。臭氧對含酚廢水處理，其對酚的降解速度與臭氧投加量與時間有關，且反應中PH值越高反應越快，臭氧消耗越小。臭氧對除分散染料以外的所有染料廢水都有脫色能力，他可以破壞染料中的發色或助色基因，達到脫色效果。

國內一項試驗表明，在色度高達1800-2500倍， COD為1100-1800mg/L時，在特定條件下，臭氧可在15min內脫色率達99%，COD去除率接近90%。因工業廢水程度不一，計算臭氧投加量時，一般通過試驗得出數據。一般的規格匹配是10G/T（按循環水量來匹配）

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