臭氧是氧的同素异构体，由3个氧原子组成，常温常压下是一种不稳定的淡紫色气体，并可自行分解为氧气。它的密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍。臭氧具有极强的氧化能力，在水中氧化还原电位仅次于氟而居第二位。臭氧本身的特性决定了其氧化技术具有以下特点：

1）臭氧由于其氧化能力极强，可去除其他水处理工艺难以去除的物质；

2）臭氧化的反应速度较快，从而可以减小反应设备或构筑物的体积；

3）剩余臭氧会迅速转化为氧气，既不产生二次污染，又能增加水中溶解氧；

4）在杀菌和杀灭病毒的同时，可除臭、除味；

5）臭氧化有助于絮凝，可以改善沉淀效果。(www.daowen.com)

自1785年由Van Marum发现臭氧后，1886年Meritens证实臭氧具有极强的杀菌能力，20世纪初，臭氧开始作为自来水的消毒净化剂。随后证明臭氧还可有效地去除水中的酚、氰、硫、铁、锰，降低COD和BOD，并能脱色、除臭和杀藻。但由于臭氧设备费和运行费较高，未能广泛应用。二次世界大战后，臭氧发生器的研制取得很大进展，其规模和效率也有了大幅度提高，特别是进入20世纪70年代，臭氧化技术得到迅速发展，因此已成为水处理的重要手段之一。

臭氧化技术应用以欧洲大陆最为普遍。法国和瑞士臭氧化工艺的应用有着悠久的历史，臭氧化设备也居世界领先地位；德国全国85%的水厂采用了臭氧深度处理技术。目前，这些国家在臭氧化技术发展的进程中仍处在世界前列。在20世纪70年代，世界上约有1039座水厂应用了臭氧消毒技术，而其中有近1000座位于欧洲。到90年代，应用臭氧技术的水厂在欧洲已达近2000家左右，成为世界上最集中的地区。与此同时，多种复合型臭氧水处理技术首先在这些国家得到开发和正式投入生产应用。

在美国、加拿大、澳大利亚等国家，臭氧技术的发展在20世纪60年代以来一直比较稳定，但其应用规模都比较小，到了20世纪80年代，这些国家在臭氧技术的开发和应用上明显加快了步伐。以美国为例，1977年，全美只有2个小型水厂应用臭氧，进入20世纪80年代以来，由于美国环保局提出了新的水质标准，对出厂水和管网水的消毒作了更加严格的规定，同时又对减少水中的消毒副产物作出进一步的限制，这双重的压力迫使国内的水厂不得不考虑采用臭氧化、强化混凝和生物过滤等技术来达到供水要求。因而臭氧化深度处理技术改造已在全国范围内兴起。1989年，有55座采用臭氧化工艺的水厂投入运行，进入21世纪，美国已有200余座水厂采用臭氧化技术，还有许多类似的水厂则正在设计或建设之中。

为了提高臭氧氧化的效果，近年来国内外逐渐开展了臭氧与H₂O₂、UV联合氧化工艺的研究，发现在H₂O₂或UV存在下，一些与臭氧不能直接反应的有机物得以氧化，但氧化的效果则与有机物的种类和水的pH值等密切相关，因而这一工艺尚难以实际应用。目前，解决饮用水微污染问题的有效途径之一是在对原水进行臭氧化以后，再进行过滤吸附处理，特别是臭氧化与粒状活性炭结合使用。