采用臭氧催化填料可有效地分解去除水中高稳定性有机污染物，降低水的致突变活性，显著提高出厂水的安全性;臭氧催化氧化较单独臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有机物;
催化剂能强化O3在水中的传质，提高水中O3的分解能力，增加水中溶解氧的浓度，并强化氧化系统处理单元的整体除污效果。
臭氧催化氧化技术利用过渡金属氧化物的某些表面特性强化O3转化为具有强氧化能力的自由基，对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高2～4倍。
催化剂(固体)与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化氧化法，多相催化氧化技术已经成为去除废水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。
利用固体催化剂协同单独O3氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。均相催化氧化处理技术与多相催化氧化处理方法有机地组合，进一步提高了除污染效果，确保水质安全。
臭氧催化填料是一种强氧化剂，氧化还原电位2.07v，氧化性仅次于氟，可氧化降解大多数有机物，包括不饱和化合物、芳香族化合物、难生物降解有机物和危险有机物。臭氧催化填料在催化剂作用下形成的·OH与有机物的反应速率更高、氧化性更强，几乎可以氧化所有的有机物，如小分子的有机酸、醛等，提高了有机物去除率，同时还具有较好的脱色、除臭杀菌作用。
臭氧催化填料对食品废水、印染废水、造纸废水、炼油和化工废水等有机物的去除在50%-70%左右，在合适的催化条件下部分有机物去除率可达到90%以上。
采用臭氧催化填料处理呋吗唑酮废水，浓度为500mg/L，pH为12.8，臭氧投加量29/L,BOD,COD大于0.3，可生化性显著提高，臭氧投加量69/L时，脱色率达*，去除率分别达到95.9%和95.2%，有机污染物基本矿化*。
臭氧催化填料处理印染废水生化出水，进气量为2.5L/rain,臭氧浓度为12.5mg/L、连续通气时间为30min、反应时间为30分钟的条件下，废水的cod去除率约为40%，色度去除率大于95%，处理后的废水色度小于5倍，COD45～70mg/L，可生化性提高，BODs/COD为0.2。
