一般而言，化工廢水經過前端生化處理單元長時間的生化處理后，大量易生化和可生化的有機污染物均已大部分得到降解，而殘留于水中的微量有機物卻影響了污水的達標排放或回用。有研究顯示，化工廢水中殘留在后處理或外排水中的有機污染物主要包括兩類，第一類為污水中原有的難生化有機物，例如外排水中微量的二甲酚、三甲酚、苯胺類、吡啶、吲哚類等長鏈、多環及縮聚類物質均屬難生化有機物，基本上不為生物所氧化。第二類為生化過程中產生的可溶性微生物產物（SMP），SMP是可以生物降解的，但是其降解速率很慢，僅為一般可生化有機物生化速率的幾十分之一或更低。顯然，此類污水再采用單純的生化處理效率極低。

臭氧催化氧化技術屬于高級氧化水處理技術中的一個重要分支，主要通過直接反應和間接反應兩種途徑得以實現，將大分子、難以生物降解的有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質，臭氧對有機物色度，臭味，濁度，都有很好的去除效果，更為重要的是其可以大幅提高廢水的可生化性，有利于后續的生化處理，從而保障廢水達標外排或中水回用。其主要原理為：臭氧分子在高效催化劑的催化作用下產生大量的羥基自由基團（?OH），該自由基團相對于臭氧具有更高的氧化能力（氧化還原電位E0 =2.85 V，臭氧E0 =2.07 V，反應速率常數大，羥基自由基與大多數有機物反應的速率常數在106～1010 mol-1.s-1），而且其幾乎可以無選擇性的對有機物進行氧化分解。該技術的關鍵點在于如何提高臭氧的吸收效率及轉化效率。