高級氧化技術(shù)又稱深度氧化技術(shù)，其基礎(chǔ)在于運用電、光輻照、催化劑，有時還與氧化劑結(jié)合，在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強的自由基(如HO•)，再通過自由基與有機化合物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等，使水體中的大分子難降解有機物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為CO2和H2O，接近完全礦化目前的高級氧化技術(shù)主要包括化學(xué)氧化法、電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法和光催化氧化法等。
1、化學(xué)氧化技術(shù)
化學(xué)氧化技術(shù)常用于生物處理的前處理。一般是在催化劑作用下，用化學(xué)氧化劑去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(wěn)定化。
1.1Fenton試劑氧化法
該技術(shù)起源于19世紀(jì)90年代中期，由法國科學(xué)家H.J.Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用下可有效的將酒石酸氧化[2]，并應(yīng)用于蘋果酸的氧化。長期以來，人們默認的Fenton主要原理是利用亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基式為:Fe2++H2O2——Fe3++OH-+•OH，且反應(yīng)大都在酸性條件下進行。
在化學(xué)氧化法中，F(xiàn)enton法在處理一些難降解有機物(如苯酚類、苯胺類)方面顯示出一定的優(yōu)越性。隨著人們對Fenton法研究的深入，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。
郁志勇[3]等用UV+Fenton法對氯酚混合液進行了處理，在1h內(nèi)TOC去除率達到83.2%。Fenton法氧化能力強、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備也較為簡單，適用范圍比較廣，但存在處理費用高、工藝條件復(fù)雜、過程不易控制等缺點，使得該法尚難被推廣應(yīng)用。
1.2臭氧氧化法
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，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中。臭氧能氧化水中許多有機物，但臭氧與有機物的反應(yīng)是有選擇性的，而且不能將有機物徹底分解為CO2和H2O，臭氧氧化后的產(chǎn)物往往為羧酸類有機物。且臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，尤其在非純水中，氧化分解速率以分鐘計[5]。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。此外，臭氧氧化與其他技術(shù)聯(lián)用也是研究的重點，如臭氧/超聲波法[6]、臭氧/生物活性炭吸附法[7]等。
有文獻報道:將臭氧氧化與活性炭吸附相結(jié)合可使廢水中的芳烴質(zhì)量濃度降到0.002μg/L[8]。用臭氧氧化法去除工業(yè)循環(huán)水中的表面活性劑可有效增加城市污水處理場的凈化度、提高排水的水質(zhì)，于秀娟等人[9]利用臭氧—生物活性炭工藝去除水中的有機微污染物也取得了較好的效果。由于臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地把臭氧溶于水中已成為該技術(shù)研究的熱點。
2、電化學(xué)催化氧化法
該技術(shù)起源于20世紀(jì)40年代，有應(yīng)用范圍廣、降解效率高、能量要求簡單、利于實現(xiàn)自動化操作，應(yīng)用方式靈活多樣等優(yōu)點。電化學(xué)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(shù)，在優(yōu)化的pH值、溫度和電流強度條件下，苯酚可以得到幾乎完全的分解。
針對高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水，傳統(tǒng)生物法和物化法已經(jīng)失去了其優(yōu)勢，化學(xué)氧化法又因其昂貴的費用阻礙了其推廣應(yīng)用，電化學(xué)催化氧化法越來越受到人們的青睞，但其自身也存在一些問題，如電耗，電極材料多為貴金屬，成本較高及存在陽極腐蝕，指導(dǎo)其推廣應(yīng)用的微觀動力學(xué)和熱力學(xué)研究尚不完善等。
3、濕式氧化技術(shù)
濕式氧化，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。