反應
應用氯化處理法時，液氯或氣態氯加入水中，迅速發生水解反應而生成次氯酸(HOCl)，次氯酸在水中電離為次氯酸根離子(OCl-)。次氯酸、次氯酸根離子都是較強的氧化劑。分子態次氯酸的氧化性能比離子態次氯酸根離子更強。次氯酸的電離度隨pH值的增加而增加，當pH值小於2時,水中的氯以分子態存在;pH值為3～6時,以次氯酸為主；pH值大於7.5時,以次氯酸根離子為主；pH值大於9.5時，全部為次氯酸根離子。因此,在理論上氯化法在pH值為中性偏低的水溶液中最有效。
用各種次氯酸鹽作氧化劑都是利用它在水溶液中電離和水解形成的次氯酸離子和次氯酸的氧化性能。氯化法處理含氰廢水是廢水處理中壹個實用的典型例子。由於氰基是以***價鍵相結合,結合鍵能高達225千卡/摩爾，所以不易分解，因而常利用強氧化法促使其分解破壞。在實際應用中，壹般是采用堿性氯化法。使用液氯或氯氣時其基本離子反應式如下：
局部氧化：
CN-+HOCl─→CNCl+OH- (1)
CNCl+2OH-─→CNO-+Cl-+H2O (2)
完全氧化：
2CNO-+3OCl-+H2O─→2CO2+N2+3Cl-+2OH- (3)
反應（1）在任何pH值的條件下發生,並且幾乎是瞬時的。為了使有毒的氯化氰(CNCl)能及時按反應 (2)轉變成氰酸鹽，需要將廢水的pH值調整到10.5以上，在這種條件下反應可在幾分鐘內完成。雖然在局部氧化階段形成的氰酸鹽的毒性僅為原來氰化物的千分之壹，但是，通常還要進壹步按反應 (3)將氰酸鹽氧化分解為氮和二氧化碳，若保持廢水pH值為7.5～8.0，則完成完全氧化反應約需要10～15分鐘。
氯化法也廣泛用於處理含酚廢水，但由於氯的消耗量很大，並容易形成氯酚，釋放出強烈的臭味，所以不是完善的處理方法。在低pH值的條件下，酚不能全部破壞，更易形成氯酚。為此，氯化前必須用石灰調整pH值，使氯化後的水的pH值為7～10。
氯在許多種工業廢水處理中不僅是氧化劑，而且能影響膠體微粒的電荷，促進絮凝作用，提高顆粒沈澱和油類漂浮的效率。羊毛漂洗廢水用氯化法處理可以破壞廢水中的乳化劑，使懸浮固體和乳化的脂肪酸沈澱。經氯化預處理後,羊毛油脂乳化液被迅速分離,可去除80～90%的BOD,95%的懸浮固體和油脂。這種方法投氯量大，費用較高，但可回收70%的油脂。
工業廢水中如含有大量的氨或蛋白質、氨基酸等有機氮化合物，用氯化法處理會形成氯胺或相應的有機衍生物，使氯的消耗量很大。這樣，氯化法就不經濟了。
在城市汙水處理中，常常用少量的氯對汙水進行預氯化。對汙水處理廠的出水進行後氯化。預氯化可防止沈澱池和其他處理設備腐蝕,促進絮凝和沈澱,抑制采用活性汙泥法處理汙水過程中的絲狀菌和真菌的繁殖，避免汙泥膨脹，並可阻止硫化氫的形成，控制整個處理廠的臭味。此外，還可防止在消化池中形成酸和泡沫，從而有助於汙泥消化。後氯化可以殺菌和減少BOD。這種處理對工業廢水往往也起作用。
二氧化氯(ClO2)是亞氯酸鈉和氯氣或鹽酸反應的產物。
2NaClO2+Cl2─→2ClO2+2NaCl
5NaClO2+4HCl─→4ClO2+5NaCl+2H2O為使反應完全，鹽酸和氯氣的用量必須分別超過理論值的2.5倍和1.0～1.5倍。二氧化氯在酸性溶液中氧化能力超過氯氣，它與氯氣相比，能在較寬的pH值範圍內快速反應,對殺滅芽孢最為有效,適宜處理醫院汙水；廢水中如含有酚和含氮化合物，不會形成氯酚、氯胺和其他衍生物。二氧化氯在水中保持殘留量的時間比氯短，比臭氧長。它對酚有很強的氧化降解能力，可用於處理含酚廢水。
常用氧化劑
①氯類，有氣態氯、液態氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等；
②氧類，有空氣中的氧、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等。
氧化劑選擇
選擇氧化劑時應考慮到：
①對廢水中特定的汙染物有良好的氧化作用；
②反應後的生成物應是無害的或易於從廢水中分離的；
③價格便宜,來源方便;
④在常溫下反應速度較快；
⑤反應時不需要大幅度調節pH值等。
氧化處理法幾乎可處理壹切工業廢水，特別適用於處理廢水中難以被生物降解的有機物，如絕大部分農藥和殺蟲劑，酚、氰化物，以及引起色度、臭味的物質等。