随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，我国城市污水处理面临严峻挑战。早期建设的污水处理厂和污水处理设施由于设计处理能力不足、处理工艺落后，已经无法满足现有需求，严重影响了城镇化进程。针对这种情况，政府相继发布了《水十条》和《城市黑臭水体整治工作指南》，对全国水环境质量的改善及城市黑臭水体的整治提出了时间节点。各地方政府也相继出台了污水处理厂污染物排放标准。
新排放标准的发布使得现有的污水处理厂面临着提标改造的问题。目前市政污水处理厂的来水中也时常会混入一部分工业废水，使得原水组分比较复杂，难降解有机物含量较高，可生化性较差，这对污水处理厂CODCr达标造成很大的困难。尤其是水体中难降解的有毒有害有机物含量的增加，增大了对污水处理厂深度处理技术选择的难度，也对污水处理厂的提标改造工作影响很大。据此，需要采用比常规生化处理工艺更有效的处理技术。近年来，高级氧化技术在污水处理厂的深度处理中的应用越来越多，常用到的技术包括Fenton试剂氧化技术、电催化氧化以及臭氧氧化技术等 。
臭氧催化剂作为一种强氧化剂，氧化电位为2.07V，仅次于氟和·OH，且反应后分解为氧气不产生二次污染。因此臭氧氧化处理工业废水在污水处理领域引起了众多研究者的追捧。国内学者利用臭氧对啤酒、印染、柠檬酸等行业废水进行深度处理，发现臭氧对色度去除率高达90%以上。
臭氧催化氧化剂的主要作用有两种：一是利用催化剂的吸附作用先吸附有机物至催化剂表面区域，增加臭氧与有机物接触几率；二是催化活化臭氧分子，提高臭氧分解产生·OH的速率，取得更好的氧化效果
随着环保压力的增大，污水处理厂提标改造项目越来越多，常规的方法已经不能满足出水指标要求，未来污水处理厂的提标改造，将会越来越多的选择高级氧化技术作为提标改造的深度处理技术，臭氧催化氧化技术由于具备诸多的技术及工艺优势，将成为高级氧化技术产业化应用的典范。
