通過氧化還原反應，使污水中的有毒物質轉化為無毒或微毒物質。氧化還原法可分為氧化法、還原法和電解法。

（1）氧化法

氧化劑有臭氧、次氯酸鹽、液氯、氧氣等。例如用臭氧進行含酚污水的深度凈化，用次氯酸鹽處理含氰污水，用空氣氧化法處理含硫污水等。

（2）還原法

常用的還原劑有硫酸亞鐵、二氧化硫、鐵屑、鋅粉等。前二者常用于含鉻污水中，使六價鉻還原為三價鉻。鐵屑、鋅粉可用于含汞污水處理，可使汞離子還原為金屬汞。

（3）電解法

用電解法處理污水，有直接電解法與間接電解法兩種不同的工藝；前者是利用電極的作用直接氧化或還原水中污染物，例如氧化除酚，還原除六價鉻，后者先在電解槽內電解某種電解質（如NaCl），由其產生氧化劑（如Cl2）再氧化水中污染物，例如用于處理含氰污水等。

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