臭氧对有机物有一定的氧化能力，用臭氧处理二级处理水，在有机物去除方面有以下特征。
(1)能够被臭氧氧化的有机物有：蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸、链式不饱和化合物和氰化物等。
(2)臭氧对有机物的氧化只能进行部分氧化，形成中间产物，难以达到形成co2和h2o的完全无机化阶段。
(3)臭氧对有机物的氧化形成的中间产物主要有：甲醛、丙酮酸、丙酮醛、乙酸。但如果臭氧足够，还会继续发生氧化，除乙酸外其他物质都可能被臭氧分解。
(4)污水用臭氧进行处理，可提高污水的可生化性。
(5)用臭氧处理二级处理水时，COD去除率与pH有关。pH升高可以使COD去除率显著提高。
臭氧氧化法在废水处理中主要是污染物氧化分解，主要有以下应用：
(1)印染废水处理臭氧氧化法处理印染废水主要是用于脱色，染料颜色主要是染料中的不饱和基团引起，臭氧能将这些不饱和键打开，生成小分子物质，使其失去颜色，但臭氧对硫化、还原、涂料等不溶于水的分散染料的脱色效果较差。
(2)处理含氰废水利用臭氧的强氧化性将氰离子还原为毒性相对很小的离子，处理过程中不加人其它化学物质，处理后水质较好，操作简单。
(3)处理含酚废水利用臭氧的强氧化性经过多步反应将酚还原为邻苯醌。
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