化学氧化法是通过氧化剂的氧化作用，使难降解的有机物转化为易降解有机物，或将有机物彻底氧化为CO2和H2O的方法。目前，应用于化工废水深度处理的化学氧化技术主要有氯氧化、芬顿氧化(Fenton氧化)、臭氧氧化和电化学氧化等。
氯氧化
氯氧化技术是指向废水中加入氯氧化剂，降解废水中有机物，使其转化为易降解或无毒物质的技术。氯氧化法具有氧化效率高、操作简单、脱色效果好等优点，但也存在腐蚀性强、废水中Cl-含量升高、中间产物毒性较大等不足。氯氧化法处理废水时常用的药剂有漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯和液氯等。
二氧化氯因具有强氧化性、安全、高效等优点被广泛应用于工业废水的处理，对含氰废水、含酚废水和含苯胺废水的处理都有良好的效果。目前对二氧化氯氧化法研究的热点是将其与高效催化剂组成两相催化氧化体系，对废水进行催化氧化处理，研究表明，二氧化氯催化氧化体系可有效提高氯氧化的处理效果。
Fenton氧化
Fenton试剂由亚铁盐和过氧化氢组成，当pH(pH=3左右)较低时，在Fe2+的催化作用下过氧化氢分解产生·OH，从而引发链式反应。另外，Fenton试剂中的亚铁离子与H2O2反应产生铁水络合物，具有絮凝作用。近年来，对Fenton氧化工艺的研究主要集中在以下方面：①影响因素的研究及工艺的优化。Fenton氧化处理废水的主要影响因素包括：pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+比值、试剂投加方式、反应时间等;②类Fenton氧化法的研究开发。类Fenton氧化法是在传统Fenton试剂的基础上改变催化剂的种类或同别的方法结合而形成的，包括H2O2/Fe3+氧化、H2O2/O3氧化、电-Fenton氧化、光-Fenton氧化和超声波-Fenton氧化等。紫外光(UV)/H2O2氧化技术在处理难降解、有毒有害物质方面比其他方法更有优势，已成为研究的热点。近年来，国内外学者在UV/H2O2法处理难降解有机物方面进行了很多研究。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂，可有效去除废水中的有机物，其去除机理主要有臭氧直接氧化和臭氧产生的·OH间接氧化两种。臭氧氧化具有氧化能力强、反应快速、无二次污染等优点，但存在有机物矿化不彻底、操作费用高等不足。催化臭氧氧化技术是近年来发展起来的一种新型臭氧氧化技术，主要分为均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化。均相催化臭氧氧化是利用过渡金属离子为催化剂，应用较多的金属离子主要有Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Cr(Ⅱ)。因均相催化臭氧氧化在处理废水时还要对投入的金属离子进行分离，其推广应用具有一定的局限性。非均相催化臭氧氧化常用的催化剂主要有金属氧化物(MnO2、TiO2、Al2O3、FeOOH等)、负载型金属(Cu、在一些需要解决的工程技术问题。
电化学氧化
电化学氧化技术发展于20世纪80年代，根据阳极是否直接与有机物进行电子转移，电化学氧化可分为直接氧化和间接氧化。电化学氧化技术具有氧化能力强、操作简便、无二次污染等优点。
电极材料在电化学降解中起着重要作用，研制一种去除效率高、寿命长、运行价格低廉的电极已成为电化学研究的一个重要方向。目前常用的阳极材料有金属电极、碳素电极、非金属化合物电极和金属氧化物电极，其中钛基涂层电极(DSA电极)因具有导电性好、耐腐蚀性强、析氧电位高等优点，自19世纪60年代研制成功以来得到了很大关注，也是目前研究的热点。Ru、Pt、Co等)和经金属改性的沸石、活性炭等多孔材料。催化臭氧氧化技术在深度处理印染废水、焦化废水、制药废水等工业废水方面已有成功的案例，但大多仍处于实验阶段，大规模应用尚存。
