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臭氧氧化方式被证明是一个非常有前景的处理方案，可以去除市政污水处理厂中的药物，内分泌干扰物和病原体。各种不同的研究详细的展现了臭氧在不同废水中的反应行为。比较氯氧化及其它高级氧化工艺，如UV/H2O2，臭氧处理显示出了它的优势。即使是在污水源头，臭氧同样反应迅速(非自由基机理)，尤其是和与很多被监测的化合物的反应。因此，即使在相对较低的臭氧剂量(5～10mg/L)时也能达到理想的处理效果(处理率＞90％)。它可以显著减少某些污染物的浓度，病原菌及激素。臭氧处理的运行成本为处理每m3水为0.053至0.068元。臭氧处理步骤在不同处理工艺流程的整合，如：生物-臭氧-生物过滤-紫外线，使处理厂经营者可以满足未来法规关于持久性物质及消毒目标。