隨著經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，我國城市污水處理面臨嚴峻挑戰。早期建設的污水處理廠和污水處理設施由于設計處理能力不足、處理工藝落后，已經無法滿足現有需求，嚴重影響了城鎮化進程。針對這種情況，政府相繼發布了《水十條》和《城市黑臭水體整治工作指南》，對全國水環境質量的改善及城市黑臭水體的整治提出了時間節點。各地方政府也相繼出臺了污水處理廠污染物排放標準。

新排放標準的發布使得現有的污水處理廠面臨著提標改造的問題。目前市政污水處理廠的來水中也時常會混入一部分工業廢水，使得原水組分比較復雜，難降解有機物含量較高，可生化性較差，這對污水處理廠CODCr達標造成很大的困難。尤其是水體中難降解的有毒有害有機物含量的增加，增大了對污水處理廠深度處理技術選擇的難度，也對污水處理廠的提標改造工作影響很大。據此，需要采用比常規生化處理工藝更有效的處理技術。近年來，高級氧化技術在污水處理廠的深度處理中的應用越來越多，常用到的技術包括Fenton試劑氧化技術、電催化氧化以及臭氧氧化技術等 。

臭氧催化劑作為一種強氧化劑，氧化電位為2.07V，僅次于氟和·OH，且反應后分解為氧氣不產生二次污染。因此臭氧氧化處理工業廢水在污水處理領域引起了眾多研究者的追捧。國內學者利用臭氧對啤酒、印染、檸檬酸等行業廢水進行深度處理，發現臭氧對色度去除率高達90%以上。

臭氧催化劑主要作用有兩種：一是利用催化劑的吸附作用先吸附有機物至催化劑表面區域，增加臭氧與有機物接觸幾率；二是催化活化臭氧分子，提高臭氧分解產生·OH的速率，取得更好的氧化效果。