污水處理廠設備臭氧發生器產生的臭氧滅菌屬于生化氧化反應，臭氧氧化分解細菌中葡萄糖氧化所必需的酶；還可以直接與細菌、病毒相互作用，破壞其細胞壁和RNA，分解DNA、RNA、蛋白質、脂類、多糖等大分子聚合物，從而破壞細菌的代謝生長和繁殖；還能穿透細胞膜組織，侵入細胞膜，作用于外膜脂蛋白和內膜脂多糖，引起細胞通透性畸變，導致細胞的溶解和死亡，溶解、變性和破壞死亡細菌中的遺傳基因、寄生菌株、寄生病毒顆粒、噬菌體、支原體和熱原（細菌和病毒的代謝產物、內毒素）。從無菌技術對微生物作用的原理來看，可以分為三種：抑菌、滅菌和溶菌。臭氧作為消毒劑的應用屬于細菌溶解。

污水處理廠設備臭氧發生器的臭氧活性炭協同降解有機物處理技術，在每升含有臭氧的水中懸浮幾毫克的活性炭或炭黑，在水中會引發鏈反應，并加速臭氧轉化為羥基自由基，由此導致了臭氧的氧化過程。與單獨的臭氧作用相比，臭氧活性炭技術對有機物的降解速率更快；但活性炭對有機物臭氧化影響作用與有機物種類有關，對與臭氧反應速率越小的有機物其作用越顯著，例如臭氧活性炭對乙酸鈉的降解速率是單臭氧氧化降解速率的5倍，而對苯酸鉀、氯苯甲酸的臭氧氧化速率與單獨臭氧氧化比較提高不到1倍。另外加入活性炭還能使臭氧水處理有一定的絮凝作用，臭氧活性炭工藝多用于市政污水的提標改造。