臭氧是強氧化劑，易溶于水。這是一種無殘留的處理技術，可以去除復雜的有機污染物。
化學需氧量（COD）是廢水和水質的量度，可用于間接測量氧化性化合物的量。 COD評估了所有化學氧化性物質，這些化學氧化性物質如果從環(huán)境中釋放出來，可以直接與廢水的實際需氧量相關。在大多數(shù)情況下，廢水處理中的COD濃度高于BOD，因為并非所有有機物都是可生物降解的。化學工藝廢水的一般COD范圍為200-40 000 mg/L，生活廢水的范圍為100-450 mg/L。下圖簡要概述了不同類型的化合物以及如何用臭氧處理它們。
其他工業(yè)廢水，如啤酒廠，日記，鋼鐵，紙漿和造紙以及采礦業(yè)也生產(chǎn)含有高于1000 ppm的高COD水平的工藝用水。廢水中的有機COD可分為不可生物降解和可生物降解的COD，如下表所示。
不可生物降解的COD是在流出物中發(fā)現(xiàn)的可溶性底物的結果，并且作為微污染物以小濃度逸出廢水處理廠。一些實例包括藥物（例如：雙氯芬酸，對乙酰氨基酚和異丙酚），持久性有機污染物（殺蟲劑，工業(yè)化學品和激素）和其他分子，包括氟化和溴化有機化合物。下表顯示了一些典型的化合物及其在需氧量和臭氧處理需求方面的特性。
| 化合物 | BOD5 / COD比率 | COD：O3比率 |
| 制藥 | 0.1 | 6：1到3：1 |
| 持久性有機污染物 | 0.2 | 5：2到2：1 |
| 醛類 | 0.3 | 7：1到4：1 |
| 胺類 | 0.5 | 4：1到3：1 |
較低的BOD：COD比率代表不易生物降解的化合物。
可生物降解的COD進一步分為易生物降解的（可溶性化合物，如揮發(fā)性營養(yǎng)素，脂肪酸，糖，精選的醇和蛋白質）和可緩慢生物降解的化合物。可緩慢生物降解的化合物由顆粒，膠體和復雜的有機分子組成。
| 化合物 | BOD5 / COD比率 | COD：O3比率 |
| 脂肪酸 | 0.4 | 2:3 |
| 營養(yǎng)素（氨，有機磷酸鹽） | 0.6 | 7：1 |
| 蛋白質 | 0.7 | 6：2 |
| 醇 | 0.9 | 5：3 |
| 糖 | 0.7 | 4：2 |
COD和BOD5的典型濃度范圍可在下表中找到。
| 需氧量類型（mg / L） | 生活污水 | 食品與飲料 | 化學與制藥 |
| BOD5 | 200-300 | 450-1100 | 250-1000 |
| COD | 450-700 | 2250至00年 | 2000-18750 |