氧化廢水處理工藝是通過利用強氧化劑或特定的氧化反應將廢水中的污染物氧化分解，從而達到凈化水質的目的。這一工藝在廢水處理領域具有廣泛的應用，特別適用于處理生物難降解的有機污染物。以下是氧化廢水處理工藝凈化水質的主要方式：
一、強氧化劑的使用
氯類氧化劑：如次氯酸鈣、液氯或氣態氯等，它們在水中能迅速發生水解反應，生成次氯酸(HClO)或次氯酸根離子(ClO-)，這些物質具有較強的氧化能力，能有效氧化廢水中的有機物。
二氧化氯(ClO2)：它在酸性溶液中氧化能力超過氯氣，能在較寬的pH值范圍內快速反應，對殺滅芽孢最為有效，適宜處理醫院污水，對酚有很強的氧化降解能力，可用于處理含酚廢水。
臭氧：臭氧氧化體系具有較高的氧化還原電位，能夠氧化廢水中的大部分有機污染物，但臭氧與有機物的反應是有選擇性的，臭氧氧化后的產物往往為羧酸類有機物。且臭氧的化學性質極不穩定，尤其在非純水中，氧化分解速率很快。在廢水處理中，臭氧氧化通常不作為一個單獨的處理單元，通常會加入一些強化手段，如光催化臭氧化、堿催化臭氧化和多相催化臭氧化等。
過氧化氫(H2O2)：是一種穩定的、具有強氧化能力的氧化劑，常在催化劑(如亞鐵離子)作用下，用于處理有機廢水以提高其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機物使之穩定化。
二、高級氧化技術
高級氧化技術是利用化學反應過程中產生的強氧化基團——羥基自由基(·OH)及一系列鏈式反應將有機物氧化分解成小分子直至降解為CO2、H2O及無機鹽的技術。羥基自由基具有強的氧化能力，可以有效去除水中的難降解有機物以及穩定性較強的有機物。高級氧化技術主要包括以下幾種：
芬頓氧化(Fenton)：在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用下可有效的氧化有機物，并產生羥基自由基。隨著研究的深入，近年來又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能力大大增強。
類芬頓氧化：除Fe(Ⅱ)以外，Fe(Ⅲ)、含鐵礦物以及其他一些過渡金屬如Co、Cd、Cu、Ag、Mn、Ni等可以加速或者替代Fe(Ⅱ)而對H2O2起催化作用的一類反應的總稱。
電化學氧化法：起源于20世紀40年代，具有應用范圍廣、降解效率高、能量要求簡單、利于實現自動化操作、應用方式靈活多樣等優點。電化學催化氧化法既可用于難降解廢水的前處理措施來提高可生物降解性能，又可以作為難降解酚類廢水的深度處理技術。
濕式氧化技術：又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機廢水的一種行之有效的方法。其基本原理是在高溫高壓的條件下通入空氣，使廢水中的有機污染物被氧化。按處理過程有無催化劑可將其分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。濕式空氣催化氧化法是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑，使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，從而可降低反應的溫度和壓力，提高氧化分解能力，加快反應速率，縮短停留時間。
超臨界水氧化技術：是濕式空氣氧化技術的強化和改進，其原理是利用超臨界水作為介質來氧化分解有機物。有機物在富氧超臨界水中進行均相氧化，反應速度很快，使有機碳、氫轉化為CO2和H2O。
光催化氧化技術：在光化學氧化技術的基礎上發展起來的，是在可見光或紫外光作用下使有機污染物氧化降解的反應過程。
三、其他氧化處理工藝
除了上述使用強氧化劑和高級氧化技術外，還有一些其他的氧化處理工藝也能達到凈化水質的目的。例如：
空氣氧化法：空氣中的氧(O2)是最廉價的氧化劑，但只能氧化易于氧化的污染物，如硫化物。空氣氧化法脫硫已得到廣泛應用。
吸附氧化：利用吸附劑(如活性炭、沸石等)的多孔結構，吸附廢水中的有機物、色素和部分重金屬離子，同時吸附劑表面可能發生的氧化反應也有助于污染物的去除。
