深度處理技術常用的是臭氧—活性碳（O3-BAC）。臭氧深度處理工藝的原理，就是利用臭氧的強氧化能力，對水中溶解性有機物，鹵代甲烷前驅物，以及產生異味物質(水中土霉味物質、2-MIB等)的氧化去除，微生物的消毒殺菌等的深度凈化處理。

    臭氧化-兩級活性炭工藝是采用臭氧氧化、吸附活性炭、生物活性炭濾池聯用的方法，將臭氧化學氧化、活性炭物理化學吸附、生物氧化降解幾種技術合為一體， 其主要目的是去除原水中微量有機物和氨氮，提高飲用水的安全性。在生物活性炭吸附前進行臭氧預氧化，一方面可以初步氧化水中的有機物及其他還原性物質，以降低生物活性炭濾池的有機負荷；另一方面，臭氧預氧化可以使部分難生物降解有機物變為易生物降解物質，可使水中的大分子轉化為小分子，改變其分子結構形態，提供了有機物進入較小孔隙的可能性，從而達到水質深度凈化的目的。臭氧預氧化同時提高了生物活性炭濾池進水的可生化性，從而有利于硝化細菌的增值，利用生物氧化的方式進一步去除有機物和氨氮，節約運行成本。

    采用深度處理工藝后的出廠水，其濁度、耗氧量、色度等水質指標均達到了目前發達城市的水質標準。