臭氧催化剂可以用于多个领域的废水预处理使用，但是在不同的领域中使用时，由于废水的情况都是不同的，所以它所发挥的作用等也都会有所区别，具体的应用如下。
臭氧氧化技术处理印染废水由于印染废水中多含有偶氮染料等成分，所以导致印染废水色度高并且难以生化处理。目前较多的是采用絮凝、吸附等分离方法处理印染废水，但是一方面这些方法费用较高，另一方面并没有彻底降解去除废水中的偶氮染料等污染物，可能存在二次污染问题。臭氧催化剂法由于其高效性，适用于处理高色度的废水，目前以逐渐开始被应用于印染废水的处理中。
处理垃圾渗滤液填埋场垃圾渗滤液往往随着填埋场的“年龄”增长而生化性能不断降低，往往老龄填埋场的渗滤液可生化性较低，不适宜直接生物处理，通常需要先进行物化处理提高其可生化性能再进行生物处理；另外随着膜处理系统在渗滤液中的应用，所产生的膜截留浓缩渗滤液往往生化性能也非常低，也需要先进行物化处理之后才能进行进一步的生物处理。所以近些年来用臭氧催化剂氧化法处理垃圾渗滤液逐渐成为研究热点。
处理煤化工废水煤化工废水中难降解有机物及色度经二级处理难以去除，进行臭氧深度处理后去除效果明显，可以明显降低CODcr，提高出水可生化性，降低色度，且反应迅速，对pH要求不严格，出水中臭氧能快速分解，对后续处理设施影响小，随着臭氧制备成本的降低以及臭氧相关的高级氧化技术的开发，臭氧在煤化工废水深度处理中有广阔的应用前景。处理废乳化液废乳化液通过常规的物理、化学方法仅用于废水的预处理,对废水中的有机物降解不彻底,难以满足其净化要求,且出水可生化性低,不利于后续的生化处理,因此,在整个废水处理工艺中考虑涉及高级氧化处理方法。高级氧化法的原理主要是利用产生的经基自由基与水中的难降解有机物发生反应,从而提高废水的可生化性。是指氧化过程中有大量强氧化性能的轻基自由基参与的深度氧化技术,是目前国内外高效且具有创新性的污水处理技术。
