臭氧是氧的同素异形体，臭氧具有极强的氧化性，在降解有机物的方面有良好的效果。当其溶解在水中时，可以直接氧化有机物，但单独的臭氧氧化过程，臭氧在水中的溶解度较低，利用率不高，臭氧催化氧化技术是一种高级氧化技术，在催化剂的作用下，能够加大水中臭氧溶解量，加强臭氧的氧化能力，提高氧化效率，臭氧催化氧化技术分为均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化两类。

均相催化臭氧化一般选用过渡金属作为催化剂，如Cr3+、  Fe2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+、Agt、Co2+、Zn2+等，其催化剂是溶于废水中，与反应物形成均一相，催化剂容易流失，造成二次污染。非均相催化臭氧化所用的催化剂主要是金属氧化物和负载在载体上的金属或金属氧化物，如MnO2、TiO2、Al2O3、Cu/Al2O3、Cu/TiO2、Ru/CeO2、V-O/Ti02、V-0/硅胶、TiO2/Al2O3、Fe2O3/Al2Os等，这些物质是固体，不溶于水，避免了均相催化过程中催化剂随水排走的问题，具有制备工艺简单、易于回收处理、水处理成本较低、活性高等优点，催化剂的活性主要表现在对臭氧的催化分解和·OH的产生。

臭氧催化氧化反应系统的运行方式主要有两种:（这里借用生物法上的两个名词）即连续式、序批式。连续式运行方式是指连续进出水，同时连续通人臭氧进行催化氧化处理的运行方式。序批式运行方式(也称间歇性运行方式)是指在同一反应池内，按时间顺序执行进水、通入臭氧进行催化氧化反应、排水和待机，之后再重复上述工序的运行方式。采用序批式时，每个臭氧催化氧化池都安装废水内循环管路。序批式运行方式对COD的处理效果和处理成本都明显优于连续式运行方式。