高级氧化法是利用强氧化性的羟基自由基(·OH)氧化分解水中有机污染物的方法，羟基自由基(·OH)的氧化性能仅次于F2，可以快速、无选择性、彻底氧化各种有机与无机污染物。高级氧化法目前发展了Fenton氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化和电化学氧化等技术，应用前景广阔。
高级氧化法研究进展(1)Fenton氧化和类Fenton氧化。传统Fenton氧化法利用H2O2和Fe2+在酸性pH条件下生成·OH。该方法操作简单、反应速度快、处理效果好。某印染企业RO浓水COD、氨氮分别为253、32mg/L，电导率为1270μS/cm，采用“Fenton+气浮”工艺处理，出水COD、氨氮分别为70、7mg/L，单位浓盐水处理费为1.32元/m3。另外，某炼油企业RO浓水也采用Fenton法处理，COD从100mg/L下降到50mg/L左右，实现达标排放的要求。
传统Fenton氧化技术存在H2O2耗量大、铁泥产生量大等缺点，近年来发展了Fenton流化床、非均相Fenton、电-Fenton、光电-Fenton等技术。Fenton流化床技术是在Fenton反应的基础上通过引入了外加颗粒来实现Fe3+的异相结晶，通过均相和异相催化实现强化Fenton反应的目的，有利于降低操作成本和污泥产生量。该技术目前已在制浆造纸废水深度处理等领域有工程应用。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档术文档。
电-Fenton和光电-Fenton技术相比传统Fenton技术能够原位产生H2O2，提高了废水处理效果。处理石化污水反渗透浓水，以光谱纯石墨电极为阴阳极，填充柱状活性炭负载FeOOH催化剂，在优化条件下反应2.5h，COD去除率达到82.1%。采用电-Fenton法处理钢铁行业RO浓水，采用石墨毡阴极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极为对电极，纯氧曝气，在优化条件下反应180min，COD从120～150mg/L下降为50mg/L以下，COD去除率高于62%。