臭氧在自来水中的应用，目前最多的是臭氧-生物活性炭工艺，是饮用水的臭氧深度处理工艺。改工艺利用臭氧的强氧化性，去除水中的溶解性有机物，三卤甲烷前驱物，产生异味的物质包括2-MIB、土味、霉味、腥味，并杀灭水中的细菌病毒，对饮用水进行深度净化。
自来水厂使用臭氧越来越广泛，标准的流程如图所示：
预臭氧--絮凝-沉淀-砂滤-后臭氧-活性炭-饮用
经过北京同林臭氧的应用经验，通常，预臭氧的投加量约为1mg/L，预臭氧的目的在于：有效提高混凝效果，把大分子分解为小分子，提高砂滤出去COD率。预臭氧化可以有效的提高浊度、有机物和THMFP的去除效果。
后臭氧投加量一般为2mg/L，除了进一步去除COD之外，还起到杀菌除臭的作用。
改工艺把臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解融为一体，有很好的效果。