化学氧化法是高浓度COD废水脱色的主要方法之一，一般用于其他方法难以处理而又急于脱色的高浓度COD、高色度废水。该方法脱色的原理是利用各种氧化手段将有机物发色基团破坏而脱色。按照氧化剂和氧化条件的不同，可将化学氧化法分为:臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法和高温深度氧化法。
一、臭氧氧化法
O3的氧化能力很强，其在水中的氧化还原电位为2.07,氧化能力仅次于F2比 Cl2高一倍，因此，其在脱色、杀菌、脱臭等方面有显著的效果。O3即使在低浓度下也能瞬时完成氧化反应，并且无永久性残余,无二次污染。因此由于废水排放的标准提高，目前国内外都很重视采用臭氧氧化法进行废水脱色。研究表明，臭氧对偶氮有机物的处理
效果较好,氧化反应的速率只与有机物的浓度有关。臭氧氧化法对难以氧化的溶解型有机化合物的脱色效果良好，但对难溶的疏水性有机物效果有所降低。O3对有机物脱色的研究结果表明其对分散有机物、酸性有机物、直接有机物以及活性有机物的去除效果良好。臭氧氧化法具有不产生污泥和二次污染、臭氧发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制等优点，但也存在O3发生的设备费及处理废水成本高、不适合大流量废水处理等缺点。
二、芬顿试剂氧化法
在有机物的脱色处理中，H2O2是经常使用的氧化剂，但单独使用H2O2时，其氧化能力较弱,当Fe"存在时,其氧化能力增强。Fe'+与H,0.组成的具有强氧化性的体系称芬顿试剂。其脱色机理是H2O2与Fe'*反应产生强氧化性游离基HO·，使有机物分子断键
在有机物的脱色处理中，H2O2是经常使用的氧化剂，但单独使用H2O2时，其氧化能力较弱，当Fe'存在时，其氧化能力增强。Fe'*与H2O2组成的具有强氧化性的体系称芬顿试剂。其脱色机理是H2O2与Fe'*反应产生强氧化性游离基HO·,使有机物分子断键而脱色。加上Fe'的混凝作用，因此用芬顿试剂处理易溶解的有机物废水是国内外尝试的热点。研究表明，采用铁屑—H2O2氧化处理COD废水,在pH值为1.0~2.0时，可使硝基酚类、蒽醒类高浓度COD废水中的COD去除率达99%以上。利用小剂量的芬顿试剂处理含酚废水,可使废水中的有机污染物聚合,从而改变其水溶性,有利于絮凝脱色。
