目前，由于生活水平的提高，人们对饮用水的要求越来越高，各国尤其是欧洲和美国都制定了十分严格的饮用水水质标准。目前饮用水处理主要关注二个问题，一是有效的杀菌消毒。另一是去除微污染物质。
然而在传统的饮用水处理工艺中，大多使用氯气或次氯酸作为消毒剂。氯消毒剂能有效杀灭水中的细菌，但是近年来人们逐渐发现氯消毒的一些副产物(DBP)，如三卤甲烷等有机卤化物，这些物质具有一定的毒性。有的还有致癌、致畸、致突变作用。作为替代方案，臭氧逐渐被用作水厂的初级消毒剂，以破坏DBP、的前身物，而后再用Cl：或HCIO、氯胺、CIOZ等作为二级消毒剂。对臭氧消毒的有效性。人们进行了许多研究。研究表明，臭氧具有很强的杀菌消毒作用。
除了消毒作用外，臭氧还可以氧化去除水中的微污染物质，这些有机物一般是难以生物降解的，有的是“三致”物质其前身物。如腐殖质、农药、氯代有机物。一般采用臭氧与其它处理单元联合的工艺来去除这些污染物。如：臭氧十生化+膜处理十吸附、臭氧二生化+臭氧、臭氧+絮凝+无机膜处理（超过滤、过滤）。
氯消毒过程中产生了一些有害的副产物，因此臭氧作饮用水处理时是否产生不一样的产物也是人们所关注的。Langlais。B。等用臭氧对二级处理的出水进行消毒。用消毒后的水对鱼类、甲壳类、藻类生物进行毒性试验，结果表明，二级出水经臭氧消毒后对这些生物没有毒性效应。Amy。G。和Glaze。W。H。分别研究了含澳离子的水溶液臭氧消毒副产物一澳化物的形成，试验结果表明：臭氧消毒生成了有机的无机的澳化物。有机副产物包括三澳甲烷、二澳硝基乙酸一二嗅乙酮、澳乙酸、二嗅乙酸；无机副产物有澳酸盐、次澳酸、次澳酸盐。副产物的生成与澳离子浓度、有机物种类和浓度、pH、O、投加量、温度、碱度等因素有关，可以通过HZOZ/03或氨来控制副产物的生成。Miltner。R。J。等也证明臭氧虽然能氧化氯消毒副产物的前身物，但是其本身也产生一些副产物，如酮、醛等。其它一些研究也表明对含腐殖质的水，在HOCI消毒前，预臭氧化能使诱变剂含量降低，但是并不能全部消除。一般来说，臭氧能有效的将水中的各种细菌、病毒杀死，与氯消毒相比，产生较少的副产物。