當高壓放電式臭氧發生器水處理設備溶于水時，會發生以下兩種反應：一種是直接氧化，是一種緩慢的選擇性反應；另一種是水中的羥基，由過氧化物、有機物、腐殖質和高濃度羥基自由基誘導分解為羥基自由基，間接氧化有機物、微生物或氨。后者反應速度快，沒有選擇性，碳酸氫鹽也可以氧化成碳酸氫鹽和碳酸氫鹽。后者反應更強，更容易氧化。由于羥基、有機物等物質可以誘導臭氧自身分解為羥基自由基，所以在低PH下有利于臭氧的直接氧化，而較高的PH值和較高的有機物含量有利于羥基自由基的間接氧化。
臭氧的自分解速率很大程度上決定了水中的PH值、溫度、UV值、臭氧濃度等可去除物質。降解率可以用殘留臭氧含量間接表示。由于碳酸氫鹽和碳酸鹽（特別是碳酸鹽）具有很強的緩沖性能，剩余的臭氧在低pH和高緩沖性能下可以保持。
臭氧的滅菌效果主要是由于其氧化電位高，容易通過微生物細胞膜擴散。臭氧可以氧化生物細胞中的有機物或破壞生物體的鏈狀結構，導致細胞死亡。臭氧對病毒、孢子等頑強微生物有很強的殺滅作用。此外，高壓放電式臭氧發生器水處理設備不僅可以殺滅微生物，還可以氧化水中的各種有機物，去除水中的包裝、氣味、氣味和酚類。
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