微纳米气泡在臭氧反应器中也有着广泛的应用，它可以有效提高臭氧的传质效率，并且能够强化臭氧分解产生羟基自由基。研究发现在印染废水的混凝浮选过程中，氧气微纳米气泡的总传质系数可以达到1．1754min－1，而传统的空气气泡总传质系数只有0．7535min－1。利用臭氧微纳米气泡有效促进了活性污泥溶解，与普通臭氧接触池相比，采用微纳米气泡的臭氧接触池能将近80% 的微生物灭活，同时对 TOC 的去除率能够提高1 倍。
微纳米气泡:就是气泡发生时,其大小在十微米(um)以下至数百纳米(nm)之间的气泡混合状态,称为微纳米气泡。水处理领域离不开曝气环节,气泡越小容氧性越强，而气泡小到十微米以下，其物理、化学性质都将发生根本性变化。
研究了空气、氧气、臭氧微纳米气泡各自对于可乐生产废水的絮凝悬浮处理效果，由于利用臭氧微纳米气泡处理可产生大量的羟基自由基，且臭氧微纳米气泡表面的高 ξ 电位能有效防止气泡聚合并促进气泡与颗粒间的相互作用，因此达到了好的处理效果; 利用臭氧微纳米气泡处理含类黑精的乙醇生产废水也得出类似结论，对 TOC 的降解率有大幅度的提高。理论上气泡形成消耗能量依赖于界面面积，界面面积决定于气泡表面张力。
将微纳米气泡曝气技术与臭氧/生物活性炭工艺结合，探讨了该组合工艺与传统臭氧/生物活性炭工艺在处理效能方面的差异。依托小试活性炭柱装置，分别采用微纳米气泡曝气技术和普通曝气技术进行 32 d 的连续流试验。
结果表明，在臭氧氧化阶段微纳米气泡臭氧氧化对UV254的去除率为 60% ，而大气泡臭氧氧化对 UV254的去除率为 29% 。在生物活性炭( BAC) 处理阶段，与大气泡曝气培养的活性炭柱相比，微纳米气泡曝气培养的活性炭柱对 TOC 的去除效果更好。
微纳米气泡曝气的活性炭柱出水消毒副产物生成势低于大气泡曝气的活性炭柱，两种不同曝气方式的活性炭柱出水消毒副产物相对含量与出水 CODMn的相对值有密切关系，而进水则无此关系。
微纳米气泡曝气的活性炭柱中微生物群落的物种丰富度和均匀度均高于大气泡曝气的活性炭柱，即微纳米气泡曝气方式影响了活性炭柱中微生物的群落结构
