超声波氧化法被认为是一种极具前景的深度氧化技术，但由于该技术的使用成本过高在实际的废水处理工程中鲜少用到。在声波作用下，液体中的微小气泡会发生一系列动力学过程。气泡或空穴闭合炸裂的瞬间会产生一系列的高压、高热和光电等物理效应，这种极限环境产生的能量足以将难以断裂的化学键断开。超声氧化法不仅可以单独用于废水处理，还可以与其他水处理技术联用，促进氧化剂的分解和链式反应的发生，使有机物降解。
含阿莫西林废水，在理想条件下处理60min后，废水COD去除率可高达98%以上。过硫酸盐氧化法作为近年来新兴起的一种新型废水处理技术，过硫酸盐氧化法在难降解有机污染物方面，表现出见效快、周期短、无二次污染等优点，能够快速地降解有机污染物。与传统的高级氧化技术(主要为·OH) 相比，硫酸根自由基的选择性更强，在外界环境的要求方面更低。
超声与臭氧联合可强化臭氧氧化能力。在超声波作用下，臭氧分子分解产生大量氧化性能强的自由基，这些自由基的存在有利于有机污染物的降解。反应过程中超声波还会提高臭氧与水的接触面积，提高臭氧传质速率，具有高效、环保的特点。高级氧化技术和与生物技术的联合运用受到了广泛关注。高级氧化技术具有反应速度快、适用范围广等优点，但成本较高; 而生物法成本低廉，处理量大，但对于难降解有机污染物处理效果较差，运行不稳定。因此，两者结合可缩短高能耗的高级氧化过程，实现对有机物高效低成本的降解。
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