采用臭氧催化填料可有效地分解去除水中高穩定性有機污染物，降低水的致突變活性，顯著提高出廠水的安全性;臭氧催化氧化較單獨臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有機物;
催化劑能強化O3在水中的傳質，提高水中O3的分解能力，增加水中溶解氧的濃度，并強化氧化系統處理單元的整體除污效果。
臭氧催化氧化技術利用過渡金屬氧化物的某些表面特性強化O3轉化為具有強氧化能力的自由基，對高穩定性有機污染物的分解效率比單純臭氧氧化提高2～4倍。
催化劑(固體)與反應溶液處于不同相，反應在固-液相界面進行的氧化方法稱為多相催化氧化法，多相催化氧化技術已經成為去除廢水中高穩定性、難降解有機污染物的關鍵技術之一。
利用固體催化劑協同單獨O3氧化可以降低反應活化能或改變反應歷程，從而達到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的。均相催化氧化處理技術與多相催化氧化處理方法有機地組合，進一步提高了除污染效果，確保水質安全。
臭氧催化填料是一種強氧化劑，氧化還原電位2.07v，氧化性僅次于氟，可氧化降解大多數有機物，包括不飽和化合物、芳香族化合物、難生物降解有機物和危險有機物。臭氧催化填料在催化劑作用下形成的·OH與有機物的反應速率更高、氧化性更強，幾乎可以氧化所有的有機物，如小分子的有機酸、醛等，提高了有機物去除率，同時還具有較好的脫色、除臭殺菌作用。
臭氧催化填料對食品廢水、印染廢水、造紙廢水、煉油和化工廢水等有機物的去除在50%-70%左右，在合適的催化條件下部分有機物去除率可達到90%以上。
采用臭氧催化填料處理呋嗎唑酮廢水，濃度為500mg/L，pH為12.8，臭氧投加量29/L,BOD,COD大于0.3，可生化性顯著提高，臭氧投加量69/L時，脫色率達*，去除率分別達到95.9%和95.2%，有機污染物基本礦化*。
臭氧催化填料處理印染廢水生化出水，進氣量為2.5L/rain,臭氧濃度為12.5mg/L、連續通氣時間為30min、反應時間為30分鐘的條件下，廢水的cod去除率約為40%，色度去除率大于95%，處理后的廢水色度小于5倍，COD45～70mg/L，可生化性提高，BODs/COD為0.2。
