Odczynnik Fentona (H2O2/ Fe(II)) jest stosowany w oczyszczaniu ścieków przemysłowych niepodatnych na rozkład biologiczny. Reakcja może być prowadzona także z wykorzystaniem jonów Fe(III). Podczas reakcji Fentona powstają rodniki hydroksylowe o wysokim potencjale redoks (2,8 V), które nieselektywne reagują z wieloma związkami organicznymi. Efektywne prowadzenie procesu Fentona wymaga pH 3 ÷ 5. Szybkość reakcji jest limitowana szybkością tworzenia rodników hydroksylowych, na którą wpływ ma m.in. stężenie katalizatora, tj. Fe(II), a także stężenie nadtlenku wodoru (istotny jest stosunek Fe(II) : H2O2). Zakres wartości Fe(II) : H2O2 mieści się zwykle w granicach 1:5 ÷ 10, przy stężeniu Fe2+ = 3 ÷ 50 mg/dm3. Odczynniki mogą być dozowane jednorazowo, lub w sekwencyjnie. Dawkę Fe2+ oraz stosunek Fe2+ : H2O2 należy wyznaczyć doświadczalnie. Czas prowadzenia reakcji wynosi zazwyczaj od 30 min. do 24 godzin. Reakcja może być prowadzona w reaktorach przepływowych lub z pełnym wymieszaniem, zasilanych ciągle, bądź okresowo.
Wykorzystanie procesu Fentona jest uzasadnione w przypadku ścieków o wartości ChZT > 500 mgO2/dm3 i niskiej wartości BZT5/ChZT (tj. < 0,2). Reakcja Fentona może być wykorzystywana zarówno do oczyszczania ścieków (pełne utlenianie związków organicznych, tj. do CO2 i H2O), jak i do ich podczyszczania. Celem podczyszczania ścieków jest utlenienie związków trudno podatnych na biodegradację do prostszych, bardziej podatnych na biodegradację połączeń, które mogą być rozkładane w procesach biologicznych. Zalecana temperatura to 20 ÷ 30 ºC (wzrost temperatury powyżej 40 ÷ 50ºC powoduje obniżenie efektywności utleniania). Reakcja jest także hamowana przy pH powyżej 10, gdyż następuje rozpad H2O2. Odczynnik Fentona pozwala również na efektywne usuwanie ze ścieków kancerogennych i toksycznych mikrozanieczyszczeń organicznych, stosowany jest do usuwania ze ścieków barwy i zapachu. Znajduje także zastosowanie do kondycjonowania osadów ściekowych, a także remediacji gruntów.
Jeżeli głównym problemem w pracy oczyszczalni jest niska efektywność biologicznego usuwania fosforu to jako element wspomagający można zastosować metody fizyko-chemiczne. W praktyce wykorzystuje się chemiczne strącanie ortofosforanów i koagulację.
Chemiczne usuwanie fosforu można podzielić na cztery podstawowe etapy, takie jak: strącanie, koagulacja, flokulacja i separacja cząstek stałych.
Pierwszy etap obejmuje mieszanie czynnika strącającego ze ściekami. Proces ten powoduje przekształcenie rozpuszczonych ortofosforanów zawartych w ściekach w fosforany metali.
Mechanizm neutralizacji ładunku powierzchniowego cząstek zawartych w ściekach i tworzenia wodorotlenków stanowi drugi etap chemicznego usuwania fosforu, nazywany koagulacją. Jony metalu powodują powstanie większych kompleksów wodorotlenkowych (kłaczków),które wiążą strącone fosforany metali i inne substancje zawieszone w ściekach,obniżając również wskaźniki ChZT i BZT.
Trzecim etapem chemicznego strącania jest flokulacja, dzięki której następuje łączenie się kłaczków w większe aglomeraty.
Ostatnim etapem chemicznego usuwania fosforu jest separacja cząstek stałych, polegająca na usuwaniu osadu chemicznego z układu.
Technologia chemicznego strącania fosforu jest powszechnie stosowana w wielu oczyszczalniach i stanowi dobre uzupełnienie procesów biologicznych. Podnosi efektywność usuwania fosforu, przy stosunkowo niskich kosztach inwestycyjnych i prostym wdrożeniu. Używanie chemicznego wspomagania powoduje dodatkowo zwiększenie ilości powstającego osadu w oczyszczalni i zawartości jonów metali w osadzie.