采用無毒藥劑催化氧化處理有機廢水，尤其是處理有毒有害、難于生物降解的有機污染物，是當前水處理技術研究的熱點課題。 活性嵌可作為廢水催化氧化反應的催化劑。與Fenton試劑法相比，COD去除率提高了1.75倍。還可利用金屬氧化物為催化劑，來提高臭氧的利用效率和氧化能力。

光氧化最常用的催化劑是 TiO2、H2O2-草酸鐵等無機試劑。通常的懸浮相TiO2光催化氧化法存在著催化劑易失活、易凝聚和難分離等固有弊端。將TiO2負載在海沙上，作為光氧化反應的催化劑克服了上述缺點。還可將TiO2粉末固定在泡沫鎳上的光催化固定技術，降解廢水中的磺基水楊酸。利用TiO2催化降解有機物時，可利用太陽能來代替UV光源。

近年來電化學水處理法得到了改進，在傳統電化學法的基礎上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用，有效地突破了微電解技術的局限，展示了電化學水處理技術的綠色特點。利用光透電極和納米結構TiO2作為工作電極和光催化劑，采用光電催化法對水中染料進行電解，發現與光致分解、光催化降解相比，光電催化降解對三種染料一品紅、鉻藍K、鉻黑T溶液的降解效果最好。采用高壓脈沖放電降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了較好的效果。 液電脈沖處理水中苯乙酮過程中，在通入O2時，經30min放電處理，苯乙酮降解率可達92%。液電脈沖等離子降解法涉及等離子物理、等離子化學、流體力學、熱力學、生物、電工、環境保護等學科間的交叉，這種降解法具備了光化學氧化、高溫熱降解、超臨界水氧化以及液電空化降解等多種水處理法的綜合效應。

SCWO是對濕式氧化處理難降解有機廢水技術的改進，是近年來興起的綠色水處理技術。超臨界水(T>617.5K，P>22.05MPa)具有常態水所沒有的特性。其溶解性強，擴散系數大，傳質速度快，可作為超臨界水氧化有毒有害有機物的反應介質。有機物、空氣或氧氣和水在25Mt a和673K以上的溫度可完全互溶。 體系呈均相混臺狀態，在較短的反應停留時問內，99.99 %以上的有機物可被迅速氧化成CO-NHO和其他小分子物質。該法用于有毒有害、難生物降解的有機廢水的處理尤其有效。氧化產物清潔且無需后續處理，符合全封閉處理要求。純凈水設備在較低的有機物含量下，可實現自熱然啟動，運行后無需外界供熱。 因反應物混合均勻且反應溫度高，反應速度大幅加快，故水的停留時間較短，所需反應器體積小，結構簡單。