过氧化氢与催化剂Fe²⁺构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。在催化Fe²⁺下，H₂O₂能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。周汆过氧化氢与紫外线合并使用可氧化卤代脂肪烃、乙酸盐有机酸以及炸药等。

通过投加低剂量氧化剂来控制氧化程度，使废水中的有机物发生部分氧化、偶合或聚合，形成分子量不太大的中间产物，从而改变它们的可生物降解性、溶解性及混凝沉淀性，然后通过生化法或混凝沉淀法去除。该法与深度氧化相比，可大大节约氧化剂用量，降低处理成本。