Odpadne vode in odplake pogosto zavajajo množico mikrobov ter kemikalij in onesnaževal na osnovi ogljika ali organskih snovi. Odstranjevanje mikrobov in organskih spojin je ključni del čiščenja odpadne vode, ozon pa je ena od kemikalij, ki se pogosto uporabljajo za to delo. Čeprav je pri uničevanju mikrobov učinkovitejši od klora, ima nekaj pomembnih pomanjkljivosti.
Topnost in aktivnost
Če je odmerek ozona prenizek, lahko nekateri mikrobi, zlasti tisti, ki lahko tvorijo ciste, preživijo. Posledično so koristne višje koncentracije ozona. Te pa je težko vzdrževati, ker je ozon v vodi 12-krat manj topen kot klor, zato so največje koncentracije razkužil, ki jih lahko dosežete, precej nižje, ko uporabljate ozon. Poleg tega se ozon zelo hitro razgradi in višja kot je temperatura ali pH, hitreje propada. Če je voda bogata z organskimi spojinami ali suspendiranimi trdnimi snovmi, se lahko porabi veliko ozona z reakcijami s temi drugimi onesnaževalci, pri čemer ostane na voljo premajhna količina za uničenje klice. Zato ozon ni ekonomična možnost za odpadne vode z zelo velikimi količinami suspendiranih trdnih snovi ali organskih spojin.
Reaktivnost
Zaradi reaktivnosti ozona je tako odlično razkužilo. Ista moč pa ima nekatere spremljajoče slabosti. Ozon lahko reagira s številnimi kovinami, vključno s tistimi, ki se uporabljajo za oblaganje posod za čiščenje odpadne vode, zato morajo upravljavci uporabljati materiale, odporne proti koroziji nerjaveče jeklo, kar draži gradnjo obrata. Poleg tega je zaradi reaktivnosti ozona strupena kemikalija, zato morajo upravljavci načrtovati naprave tako, da delavci ne pridejo v stik z ozonskim plinom, ki uhaja iz vode. Tudi to povečuje stroške čiščenja odpadnih vod iz ozona.
Stroški
Za ozon je težje proizvajati in dovajati kot klor. Običajno upravljavci obratov proizvajajo ozon tako, da skozi zrak prehajajo med dvema elektrodama električni tok, ki se imenuje koronski izpust. Približno 85 odstotkov energije, vložene v sistem koronskega praznjenja, zapravimo v obliki toplote. Ta metoda je izjemno energetsko zahtevna, potrebna oprema pa je bolj zapletena kot sistemi za kloriranje, kar pomeni, da je proizvodnja ozona običajno dražja od drugih možnosti.
Ostanki in stranski proizvodi
Ko ozon reagira z organskimi spojinami, ustvari različne stranske proizvode. Če voda vsebuje bromidne ione, lahko pri obdelavi ozona nastanejo bromirane spojine, kot je bromatni ion, ki je možna človeška rakotvorna snov. Zato morajo upravljavci bodisi nadzorovati pH bodisi se izogibati uporabi ozona, če je voda bogata z bromidnimi solmi. Končno je ozon za razliko od klora v tem, da po končanem postopku ni ostankov ali preostalih razkužil; vsak ozon, ki ne reagira s kontaminanti, se popolnoma razgradi. Zaradi tega upravljavci obratov težje spremljajo, kako dobro dezinfekcija deluje, saj v vodi ni preostale ravni ozona, ki bi jo lahko spremljali.