臭氧氧化（ozonation），工学-化工-〔化工安全与环保〕-化工环保-废水治理方法-深度处理，利用臭氧作为强氧化剂通入水层中或与水接触进行氧化反应去除水中污染物的方法。臭氧分子中的氧原子具有强的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性。用氯气对饮用水消毒时，会产生对人体有致癌作用的三氯甲烷，使用臭氧消毒可避免产生有机氯化物，而且杀灭活细菌和病毒的效率远高于氯气消毒，同时还可去除水中的铁和锰等无机物质。臭氧直接与目标废水反应时，有些难降解的大分子有机物被氧化成二氧化碳和水，另外一些则被氧化成更易生物降解的小分子有机物进而提高废水的可生化性。臭氧氧化的应用开始于给水处理，逐渐应用到工业废水及循环冷却水处理工艺中。臭氧与废水中有机物的反应主要有臭氧直接氧化反应和间接氧化反应两种途径。臭氧氧化去除有机物的反应机理见图。