采用无毒药剂催化氧化处理有机废水，尤其是处理有毒有害、难于生物降解的有机污染物，是当前水处理技术研究的热点课题。 活性嵌可作为废水催化氧化反应的催化剂。与Fenton试剂法相比，COD去除率提高了1.75倍。还可利用金属氧化物为催化剂，来提高臭氧的利用效率和氧化能力。

光氧化最常用的催化剂是 TiO2、H2O2-草酸铁等无机试剂。通常的悬浮相TiO2光催化氧化法存在着催化剂易失活、易凝聚和难分离等固有弊端。将TiO2负载在海沙上，作为光氧化反应的催化剂克服了上述缺点。还可将TiO2粉末固定在泡沫镍上的光催化固定技术，降解废水中的磺基水杨酸。利用TiO2催化降解有机物时，可利用太阳能来代替UV光源。

近年来电化学水处理法得到了改进，在传统电化学法的基础上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用，有效地突破了微电解技术的局限，展示了电化学水处理技术的绿色特点。利用光透电极和纳米结构TiO2作为工作电极和光催化剂，采用光电催化法对水中染料进行电解，发现与光致分解、光催化降解相比，光电催化降解对三种染料一品红、铬蓝K、铬黑T溶液的降解效果最好。采用高压脉冲放电降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了较好的效果。 液电脉冲处理水中苯乙酮过程中，在通入O2时，经30min放电处理，苯乙酮降解率可达92%。液电脉冲等离子降解法涉及等离子物理、等离子化学、流体力学、热力学、生物、电工、环境保护等学科间的交叉，这种降解法具备了光化学氧化、高温热降解、超临界水氧化以及液电空化降解等多种水处理法的综合效应。

SCWO是对湿式氧化处理难降解有机废水技术的改进，是近年来兴起的绿色水处理技术。超临界水(T>617.5K，P>22.05MPa)具有常态水所没有的特性。其溶解性强，扩散系数大，传质速度快，可作为超临界水氧化有毒有害有机物的反应介质。有机物、空气或氧气和水在25Mt a和673K以上的温度可完全互溶。 体系呈均相混台状态，在较短的反应停留时问内，99.99 %以上的有机物可被迅速氧化成CO-NHO和其他小分子物质。该法用于有毒有害、难生物降解的有机废水的处理尤其有效。氧化产物清洁且无需后续处理，符合全封闭处理要求。纯净水设备在较低的有机物含量下，可实现自热然启动，运行后无需外界供热。 因反应物混合均匀且反应温度高，反应速度大幅加快，故水的停留时间较短，所需反应器体积小，结构简单。