下水処理高級酸化技術実験装置は強い酸化性ラジカルを生成することにより、難分解有機物の高効率分解を実現し、水処理分野の研究焦点となっている。反応機構と装置特性によって、主に以下の3種類に分けられる：

一、化学酸化類実験装置

フェントン酸化系を核心とし、第一鉄イオンによる過酸化水素の触媒により水酸基ラジカルを生成し、有機物分子構造を破壊する。典型的な装置は、均一相フェントン反応器と非均一相フェントン反応器を含む。前者は硫酸第一鉄溶液と過酸化水素を混合し、低pH値廃水処理に適している、後者は鉄基複合材料などの固体触媒により、pH制限を突破し、pH=6条件下で90%の触媒活性を維持した。実験データによると、この技術のフェノール系廃水除去率は98%に達することができるが、鉄泥の生産量が大きく、運行コストが高いなどの問題がある。

二、電気化学触媒酸化類実験装置

電極表面で発生した酸化還元反応により、有機汚染物を直接分解する。3次元電極反応器は粒子電極を充填することにより比表面積を増大させ、物質移動効率を向上させる。実験により、COD超8000 mg/Lのゴミ浸出濾液を処理する際、電流密度15 mA/cm²でのエネルギー消費は2次元電極より22%減少した。ホウ素ドープダイヤモンド電極は8000時間の使用寿命により、高濃度廃水処理となったが、製造コストが高く、その大規模な応用を制約した。

三、光触媒とオゾン酸化類実験装置

光触媒装置は、二酸化チタンなどの半導体材料を用いて紫外光を吸収し、電子−正孔対分解有機物を発生する。窒化炭素／酸化グラフェン複合触媒の可視光下でのテトラサイクリン分解効率は従来のチタニアより40%向上した。オゾン酸化装置はオゾン分子の直接酸化または触媒により水酸基ラジカルを生成し、ある水道工場はオゾン−活性炭の組み合わせ技術を採用し、出水有機物濃度を65%低下させた。新型オゾン高級触媒酸化装置（CDOF）は旋回流浮上技術を集積し、COD除去率が90%を超え、汚泥量が90%以上減少することを実現した。