磁分離技術
磁分離技術是近年來發展的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對于水中非磁性或弱磁性的顆粒，利用磁性接種技術可使它們具有磁性。磁分離技術應用于廢水處理有三種方法：直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。
目前研究的磁性化技術主要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體法等，具有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處于實驗室研究階段，還不能應用于實際工程實踐。
濕式(催化)氧化
濕式(催化)氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20 MPa)、催化劑作用下，利用O2或空氣作為氧化劑(添加催化劑)，(催化)氧化水中呈溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物，達到去除污染物的目的。濕式空氣(催化)氧化法可應用于城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含酚、氯烴、有機磷、有機硫化合物的農藥廢水的處理。
等離子體水處理技術
低溫等離子體水處理技術，包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術，是利用放電直接在水溶液中產生等離子體，或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中，可使水中的污染物徹底氧化、分解。水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下操作，整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降解有機物，該項技術對低濃度有機物的處理經濟且有效。
此外，應用脈沖放電等離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整，操作過程簡單，相應的維護費用也較低。受放電設備的限制，該工藝降解有機物的能量利用率較低，等離子體技術在水處理中的應用還處在研發階段。
電化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物，或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。電化學(催化)氧化包括一維、二維和三維電極體系。由于三維電極體系的微電場電解作用，目前備受推崇。
三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料，并使裝填的材料表面帶電，成為第三極，且在工作電極材料表面能發生電化學反應。與二維平板電極相比，三維電極具有很大的比表面，能夠增加電解槽的面體比，能以較低電流密度提供較大的電流強度，粒子間距小而物質傳質速度高，時空轉換效率高，因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用于處理生活污水，農藥、染料、制藥、含酚廢水等難降解有機廢水，金屬離子，垃圾滲濾液等。
超聲波氧化
頻率在15~1000kHz的超聲波輻照水體中的有機污染物是由空化效應引起的物理化學過程。超聲波不僅可以改善反應條件，加快反應速度和提高反應產率，還能使一些難以進行的化學反應得以實現。
它集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術的特點于一身，加之操作簡單，對設備的要求較低，在污水處理，特別是在降解廢水中毒性高、難降解的有機污染物，加快有機污染物的降解速度，實現工業廢水污染物的無害化，避免二次污染的影響上具有重要意義。近年來利用超聲波直接處理或強化處理有機廢水的研究日益增多，內容涉及降解機理、動力學、中間產物、影響因素、系統優化等方面。
光化學催化氧化
光化學催化氧化技術是在光化學氧化的基礎上發展起來的，與光化學法相比，有更強的氧化能力，可使有機污染物更徹底地降解。光化學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解，氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類型，均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質，通過光助-Fenton反應產生羥基自由基使污染物得到降解;非均相催化降解是在污染體系中投入一定量的光敏半導體材料，如TiO2、ZnO等，同時結合光輻射，使光敏半導體在光的照射下激發產生電子—空穴對，吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用，產生˙OH等氧化能力極強的自由基。
TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機污染物，特別是難降解有機污染物時有明顯的優勢。
SCWO(超臨界水氧化)技術
SCWO是以超臨界水為介質，均相氧化分解有機物。可以在短時間內將有機污染物分解為CO2、H2O等無機小分子，而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環境領域最有前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率高，大部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡單，設備體積小;處理范圍廣，不僅可以用于各種有毒物質、廢水、廢物的處理，還可以用于分解有機化合物;不需外界供熱，處理成本低;選擇性好，通過調節溫度與壓力，可以改變水的密度、粘度、擴散系數等物化特性，從而改變其對有機物的溶解性能，達到選擇性地控制反應產物的目的。
超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經有了工藝應用，但中國的研究起步較晚，還處于實驗室研究階段。