Fenton氧化的原理是Fe2+作为过氧化氢的催化剂，在酸性条件下(pH为2~4)，产生羟基自由基等氧化基团对水中污染物进行氧化降解。该技术具有设备简单、技术灵活且高效廉价等特点，是较为常见的高级氧化技术。张娴娴等采用Fenton工艺对焦化废水进行预处理试验，在最佳试验条件下，该技术对废水COD和酚的去除率分别达到88.1%和89.5%。赵晓亮等考察了Fenton氧化技术深度处理焦化废水的效果，结果表明出水色度和COD均满足国家环保要求。同时，Fenton氧化技术与其他技术联合使用，如微波、混凝等，可达到提高处理效果和降低能耗的目的。朱凌峰等采用微波条件下的率分别超过81%和99%。但是，传统的Fenton技术存在过氧化氢利用率低、适用pH范围狭窄和出水中含高浓度铁离子以及产生含铁污泥污染等问题，严重限制该技术广泛使用。因此，许多Fenton的改良技术被深入研究，例如光-Fenton、电-Fenton、非均相Fenton等。
陈颖敏等应用三维电极-电Fenton试剂法处理含酚废水，基于电解过程中产生的羟基自由基的强氧化能力，将废水中酚电解直至完全去除。而光-Fenton系统中光的传质容易受到水中色度和悬浮物的影响，工业应用需要预先去除色度等干扰因子，不利于其在煤化工废水的工程应用。非均相Fenton是通过Fe3+负载于载体上，作为催化剂提高过氧化氢产生自由基的数量，强化对废水污染物的去除效能，该催化剂易于制备和分离，生物兼容性好，不需要严格控制pH，可重复回收使用，经济高效且不存在二次污染。其催化剂载体一般是多孔的固体，例如活性炭、活性炭纤维、沸石、树脂等，利用吸附和催化协同作用处理废水中污染物。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
W.Wang等将纳米级的Fe3O4负载于水凝胶，通过控制pH探针调节Fe3O4的释放，催化过氧化氢处理水中酚类物质，取得了高效的氧化效果，而且催化剂具有长期催化活性。然而，许多高效的非均相Fenton催化剂都具有制备工艺复杂、生产费用偏高的缺陷，很难进行工业化的应用。因此，有学者采用低成本的废水生物处理工艺剩余污泥制备活性炭负载金属氧化物作为非均相Fenton的催化剂，取得了良好的处理效果，该研究认为催化机理是由于污泥中存在多种的金属氧化物的协助作用。目前，这类实用型催化剂的研究主要集中于水中纯物质的Fenton氧化，对煤制气废水的处理效果尚未见报道，可以预见性能高效、价格低廉且制备简单的催化剂研制将会是该技术投入工程应用的关键。