光氧化的實質是利用光照強化氧化劑的氧化作用。例如氯氧化劑投入水中后產生次氯酸，在無光照條件下它游離成次氯酸根，但在紫外光照射條件下，次氯酸分解產生初生態年[O]，這種初生態的氧極不穩定，具有極強烈的氧化能力。實踐證明，有光照的氯氣氧化能力比無光照高10上，程一般不生沉淀，僅可處理有機物，也可處理能氧化的無機物。 

光氧化法采用的氧化劑有氯、次氯酸鹽、過氧化氫、空氣和臭氧等。光源多用紫外光針對不同的污染物可選用不同波長的紫外燈管，以便更充分地發揮光氧化的作用。

(1)光化學氧化原理

所謂光化學反應，就是在光的作用下進行化學反應，該反應中分子吸收光能，被激發到高能態，然后和電子激發態分子進行化學反應。光化學反應的活化能來源于光子的能量。光降解通常是有機物在光作用下，逐步氧化成無機物，最終生成CO、H 及其他離子，如 NO;、PO、鹵素燈。有機物光降解可分為直接光降解和間接光降解，間接光降解對生物降解有機物更為重要。

光化學反應，一般是通過產生羥基自由基(·OH)來對有機污染物進行降解去除的，這是由于羥基自由基比一些常用的強氧化劑具有更高的氧化電極電位，具有很高的電負性或親電性。光化學降解多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染物氧化降解。

(2)化學氧化系統

①UV/O系統該系統是將臭氧與紫外光輻射相結合的一種高級氧化過程。這一方法不是利用臭氧直接與有機物反應，而是利用臭氧在紫外光的照射下分解產生的活潑的次生氧化劑來氧化有機物。臭氧能氧化廢水中的很多有機物，但是臭氧與有機物的反應是有選擇性的，而且不能將有機物徹底分解為CO和H2O，臭氧氧化后的產物往往是羥酸類有機物可提高有機物的可生化性。

UV/O系統降解效率比單獨使用O或UV要高得多。單獨的O;對廢水中的有機物降解，主要是通過有機物的直接氧化進行的，或者通過O間接進行氧化及隨后產生的·OH對有機物的降解。通過加紫外光輻射可以促進·OH的生成，可達到使有機物完全降解的目的。

②UV/HO:系統過氧化氫用于去除工業廢水的COD及BOD已有多年。雖然使用化學氧化處理廢水中COD和BOD的成本比普通的物理和生物方法高，但這種方法具有其他處理方法不可替代的作用，比如有毒有害或不可生物降解廢水的預消化、高濃度有機廢水的預處理等。

一般認為UV/H?Oz系統的反應機理是:1分子的HO首先在紫外光的照射下產生2分子的羥基自由基(·OH)，而羥基自由基(·OH)是一種極強的氧化劑。該反應速率與pH值有關，酸性越強，反應速率越快，生成的羥基自由基對有機物氧化與降解能力就越強。

此外，用H2O2比0更為經濟方便，由于O，是一種微溶且不穩定的氣體，需要現場額備和儲存，這需增加設備，給操作帶來不便。而HzOz在水中可全溶，不需特制設備和儲存。