高级氧化法是以羟基自由基为主要氧化剂，实现有机物的降解过程。利用在光、声、磁等物理过程和化学过程中产生的大量活泼的羟基自由基，因其具有很高的氧化还原电位(E0=+2.80V)，可以将水中有机污染物直接氧化为无毒小分子物质甚至CO2和H2O。高级氧化法具有以下特点：首先，具有高效性。氧化过程中产生大量的羟基自由基，其氧化能力仅次于氟(2.87V)。此外，羟基自由基为中间产物，可以诱发后续反应的持续进行;其次，无二次污染。羟基自由基与水中的自由基直接进行反应，氧化为CO2和H2O，不会产生二次污染;再次，适用范围广。羟基自由基的电子亲和力强，可直接将饱和烃中的H直接拖拽出来，使有机物自身得以氧化，实现有机物的降解;最后具有可控性。AOPs实际是一种物理-化学处理过程，其过程易控制。
光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，在紫外光照射下通过强氧化剂O3或H2O2的作用，产生的羟基自由基氧化分解污染物，实现污水处理目的。光催化氧化法是为提高能量利用率，通过加入催化剂来加快反应进行的一种处理方法。目前常用催化剂为TiO2。以H2O2为氧化剂的氧化机理是：1分子的H2O2在紫外光的照射下可以产生2分子的羟基自由基;以O3为氧化剂的氧化机理是：2分子O3在紫外光的照射下与2分子H2O结合生成H2O2，之后进一步反应生成羟基自由基。在医药废水中含有大量高浓度的极性有机物质，而这些物质可以在紫外光的照射下直接或间接被氧化，实现制药废水的处理，这就为光氧化法提供了广阔的平台。使用Au-Pd修饰过后的TiO2纳米管，在经过4h的紫外光照射，活性明显高于裸TiO2纳米管，反应速率常数提高了1.72倍，单位级数能耗也显著降低。此外，在经Au-Pd修饰后，过氧化氢产率也有所改善，提高了1.89倍，说明还原半反应也得到促进。通过自制TiO2/GeO2复合膜光催化氧化反应器，光催化氧化活性蓝燃料废水。反应条件为H2O2为400、光照120min，COD的去除率高达92.5%，有较好地处理效果。不难发现，光催化应用技术凭借自身能耗低、操作方便、无二次污染、反应条件温和等优点发展迅速，被广泛应用于处理难降解物质，如印染废水、无机污染废水、含菌废水、含油废水。但其也有自身的限制因素，如催化剂易失活难回收、光能利用率低等不足。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。