臭氧消毒机技术应用历史最长、应用规模的是饮用水的杀菌消毒、净化和保质。臭氧产业最成熟、最主要的市场仍然是饮用水的处理，在欧美、日本等发达国家使用臭氧处理饮用水已占主导地位。
原因是臭氧有比其他消毒剂更好的效果，可达到无微生物污染、无残余化学污染的高水平，这是氯等消毒剂无法达到的。
在 瓶装水行业中，矿泉水的菌落数量要达到很高的指标。如果菌落数量超标，则不能作为饮用水饮用。矿泉水的保质时间取决于水中微生物的杀灭程度。常用的超滤加 紫外的消毒方法难以达到质量标准，臭氧杀菌成为首选方法。可以完全杀灭活微生物，同时也可以去除掉水中铁锰可溶性盐类而保存有益的碳氧化物。
那么在矿泉水中的臭氧量有多大才能满足杀菌保持的要求呢？
矿泉水的臭氧溶解度在0.4~0.5mg/h可满足杀菌要求，合理的设计为臭氧投加量1.5~2.0/m3。臭氧在水中的溶解度随温度降低、压力提高而提高。在实际生产条件下，保证臭氧气体浓度在10mg/L。使用臭氧发生器产生臭氧跟水接触5~10分钟，气水混合物接触良好的情况下即可达到要求。
使用臭氧消毒柜给矿泉水消毒保持时应谨慎筛选臭氧发生器，有些厂家一味求臭氧量大、纯度高，例如使用50g~100g/h臭氧发生器处理矿泉水是不负责任的。因为如果源矿泉水质量并非很差，无需那么多臭氧（只有污水由于严重的化学污染、生物污染才会吸收大量臭氧），多余大量臭氧作为尾气排放反而增加尾气处理装置的负担。其次，过量的臭氧容易对矿泉水造成过氧化而生产有益微量元素成分损失。
矿泉水灌装间安装臭氧消毒机设备对空气杀菌净化，防止落下菌污染没有空气过滤净化设备的厂家是很有益的。采用臭氧氧化工艺的矿泉水厂经常利用臭氧对贮水池、管道、过滤器设备也是非常有益的。