在H 2 O 2 / O 3體系中，H 2 O 2與O 3結合使用，通過以下反應增強羥基自由基的形成：
H2O2 + H2O → HO2- + H3O+ O3 + HO2- → •OH + O2- + O2 

該過程有時稱為過氧化物，采用以下設備：H202儲存和注入系統，O3發生器和注入系統，接觸器和混合罐，臭氧廢氣破壞裝置，供應和排放泵，以及監測和控制系統。
 

 

臭氧的加入比例為每mg / L DOC（溶解的有機碳）1至2 mg / L臭氧; 但是，對于具有高堿度（> 100 mg / L CaCO3）或NOM的源水，建議使用更高的劑量。H 2 O 2從水溶液中加入，過氧化物與臭氧的比例為0.3：1至3：1。具體比例將取決于消毒要求，溴化物濃度，污染物濃度和其他水質參數。

已經證明組合的H 2 O 2 / O 3方法在去除天然和合成有機物方面比單獨的O 3或H 2 O 2更有效。此外，使用O3和H2O2的組合產生羥基自由基而不僅僅是O3，允許使用較低劑量的O3。

通過H2O2 / O3技術得到的羥基自由基的理論產率低于H2O2 / UV技術; 然而，產量受水質影響較小（即濁度，鐵和硝酸鹽會降低紫外線過程的產量，但不會降低H2O2 / O3過程的產量）。

H2O2 / O3系統已經過廣泛測試，并應用于地下水的修復應用。因此，H2O2 / O3系統的實施具有現場驗證的操作歷史和監管接受度。

H2O2 / O3系統已在臺式，中試和現場規模水平上進行了充分研究，以去除有機污染物，如BTEX，TCE和PCE。目前有許多用于MTBE修復的全尺寸H2O2 / O3系統。H2O2 / O3系統背后的化學反應已得到充分了解; 但是，與所有AOP一樣，在設計全面安裝之前通常需要進行中試規模演示。