1、COD去除机理
COD指标的降低，主要来源于设备产生的纳米气泡在水体中会强制爆破，爆破过程产生羟基自由基。羟基自由基氧化能力非常强，可高效氧化水体中的有机污染物，降低COD指标。另外，纳米气泡可以激发水环境中固有好氧微生物活性，好氧微生物吸收水体中营养物质（蛋白质、多糖、脂类等），达到降解有机物，降低COD指标。
2、氨氮去除机理
臭氧氧化氨氮
臭氧的氧化能力强，其氧化还原电位仅次于氟，在其应用中主要用这一特性。臭氧的这一强氧化性能可以去除氨氮。
微生物分解氨氮
对于水体环境，上覆水和底泥中自然的存在着硝化细菌，可以将氨氮转化，大量的高纯度氧的纳米气泡可为底泥层和上覆水深度供氧，硝化细菌在适宜的水环境中将大量繁殖，持续消耗氨氮。
3.磷去除机理
厌氧条件将会造成底泥中磷向水体释放，纳米气气泡设备产生的富含氧气的纳米气泡由于其尺度极小且具有荷电效应，可以渗透到底泥当中，抑制厌氧反应，也就抑制了磷由泥向水的转移，可以控制总磷指标；此外，纳米气泡还能激活聚磷菌在好氧条件下吸收磷酸盐，这样既抑制底泥释放，又直接从水里吸收、脱除，将有效降低水体总磷指标。