由于臭氧在水中的氧化還原電位較高（2.07V，僅次于氟），污水脫色處理臭氧發生器常被用于滅菌、除臭、脫色、除鐵、除錳、有機物氧化分解、絮凝等，所以它被廣泛應用于飲用水處理。臭氧預處理，在傳統凈水工藝之前加入臭氧處理工藝；臭氧-生物活性炭處理，臭氧結合顆粒活性炭，經過常規凈水工藝，對水進行深度處理，去除各種有機物和色、香、味；地表水的色度主要是由溶解有機物、懸浮膠體、鐵錳和顆粒物造成的。可溶性有機化合物對色度的影響難以消除，發色有機化合物的特征結構是雙鍵或芳香環。

污水脫色處理臭氧發生器的脫色機理是臭氧及其產生的活性自由基OH導致染料發色團中的不飽和鍵（芳香基和共軛雙鍵）斷裂，產生小分子的酸性和醛類，產生低分子量的有機化合物，導致水色明顯下降。臭氧體可以將鐵、錳等無機色離子氧化成不溶性物質。臭氧體的微絮凝也有助于有機膠體和顆粒的凝聚，通過過濾可以去除色斑。臭氧消毒滅菌，臭氧消毒是用來消毒水而不是氯。臭氧體可以氧化分解細菌中的葡萄糖，使細菌失活而死亡。細菌直接與病毒相互作用，破壞其細胞器、DNA和RNA，破壞細菌的新陳代謝，導致細菌死亡。通過細胞膜組織，侵入細胞，脂蛋白和脂多糖作用于細胞外膜，細菌被浸潤變形，溶解死亡。

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