臭氧在水中對細菌、病毒等微生物的殺滅率很高，速度快,幾乎瞬間進行。對水中的有機化合物等污染物質的分解既徹底又不會產生二次污染。這是世界上臭氧應用最主要的領域。

　　廢水處理:

　　臭氧能將水中的二價鐵、錳、重金屬離子等氧化成三價鐵及高價錳、氰化亞廢水，使溶解性的鐵、錳、銅變成固態物質。臭氧高級氧化技術的機理基于臭氧氧化與其他水處理技術的組合，形成了氧化能力極強的羥基自由基，使各種污染物降解為二氧化碳和水。臭氧高級氧化技術是廢水處理的有效方法之一。臭氧直接氧化廢水中的有機污染物，再和低濃度廢水混合后采用接觸氧化工藝處理。

　　游泳池用水:

　　殺菌力強、速度快。臭氧殺死普通的大腸桿菌，比氯快幾百倍，對病毒、原核生物中的細菌等均有有效的殺滅作用。臭氧能阻止有機污物的積累，可改善水質、脫色、殺死病原微生物，處理后的水可有效的防止傳染病的蔓延。臭氧可有效的降低水中的污染物，減少氯的副產物(一氯胺、二氯胺、三氯胺、三氯甲烷等)的形成，保障游泳者的身體健康。在處理過程中，泳池的水殘余臭氧不會超過安全界限，還可以對空氣進行殺菌凈化，使室內空氣清新舒適。

　　自來水:

　　水是傳染疾病的主要媒介，據調查，農村50%的疾病是由飲用水污染所致。臭氧用于水的殺菌是國家推廣的首選殺菌劑，并可除去水中的重金屬等成份。不會產生致癌物質氯鹵，沒有二次污染。

　　生產水殺菌消毒:

　　臭氧是一種優良的強氧化劑，在水處理中可以氧化水中的各種雜質，從而達到凈水效果，同時它又是非常有效的消毒劑，能高效、迅速殺死細菌和病毒，且沒有二次污染。

　　工業循環冷卻水:

　　工業循環冷卻水在使用之后。水中的Ca2+, Mg2+, CI-等離子，溶解固體和懸浮物相應增加，空氣中污染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等，均可進入循環冷卻水，使循環冷卻水系統中的設備和管道腐蝕、結垢，造成換熱器傳熱效率降低，過水斷面減少，甚至使設備管道腐蝕穿孔。循環冷卻水系統中結垢、腐蝕和微生物繁殖是相互關聯的，污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產品又形成污垢，要解決循環冷卻水系統中的這些問題，必須進行綜合治理。臭氧可以作為唯一的處理藥劑來替代其它的處理冷卻水處理劑，它能阻垢、緩蝕、殺菌、能使冷卻水系統在高濃縮倍數甚至在零排污下運行，從而節水節能，保護水資源；同時，臭氧冷卻水處理不存在任何環境污染。

　　水產養殖業應用:

　　通過臭氧殺菌裝置可對生物卵消毒、養殖水殺菌、設施消毒，可以防止病原體的侵入。臭氧具有強烈的殺菌消毒和水質凈化作用，而且無毒無害，是水產養殖和育苗生產中最理想的殺菌凈化劑，對防治魚、蝦、海膽、河蟹、甲魚等生物病害，改善水產養殖的生態環境，有著重要的意義。

　　對赤潮生物的作用:

　　赤潮是指海洋中的浮游生物爆發性增殖，造成海水變色。由于其生物種群不同可呈現紅、褐或灰黑色。赤潮會對近岸海洋生物造成嚴重危害。臭氧可以有效的殺滅赤潮生物，分解赤潮生物毒素。在山東長島縣砣磯島附近海域發現赤潮，并應用臭氧對赤潮生物（夜光蟲)進行了殺滅試驗，經臭氧處理后夜光蟲發生粉碎性破裂。

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