Quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) là một loạt các phương pháp xữ lý nước liên quan đến việc hình thành tại chỗ của các gốc tự do đặc biệt, các gốc hydroxyl riêng biệt, với số lượng đủ để ảnh hưởng đến chất gây ô nhiễm hóa học hoặc sinh học. Quá trình này bao gồm chiếu xạ siêu âm và tia cực tím, nhưng đôi khi không hiệu quả để khắc phục các loại nước có chứa hỗn hợp các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Tác nhân oxy hóa hóa học có thể được sử dụng để đẩy mạnh khả năng oxy hóa cho các quy trình. Quá trình xử lý ozone kết hợp với siêu âm là một trong những quá trình được lựa chọn.
Ozone (O3) là một chất oxy hóa rất mạnh, nó có thể oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành khí carbon dioxide và nước, nhưng tốc độ phản ứng đối với nhiều chất
gây ô nhiễm chậm. Tuy nhiên, ozone đã được sử dụng rộng rải tại các nhà máy xử lý nước và nước thải.
Trong quá trình kết hợp giữa siêu âm và xử lý ozone, gốc được tạo ra từ ba nguồn, thứ nhất là từ quá trình phân hủy siêu âm hóa của nước, thứ hai là từ sự phân hủy hóa học bình thường của ozone và cuối cùng là từ sự phân hủy nhiệt của ozone trong bong bóng hiệu ứng sinh lỗ hổng âm.
Các nghiên cứu về quá trình kết hợp liên quan đến siêu âm và ozone đã cho thấy tốc độ phân hủy các chất gây ô nhiễm hóa chất nhanh hơn so với chỉ một mình siêu âm. Quá trình siêu âm − ozone cũng có hiệu quả cho việc khử trùng nước, trong trường hợp này, siêu âm cũng có một số tác động trực tiếp đến vi khuẩn và virus.
Một vấn đề môi trường đã tồn tại trong một thời gian dài đã được loại bỏ. Đó là chất màu từ các dòng nước thải của các nhà máy dệt kể từ khi sự hiện diện của thuốc nhuộm còn lại là khá rõ ràng ngay cả ở cấp độ loãng thấp. Có một vài phương pháp thông thường để giải quyết các vấn đề này bao gồm quá trình hấp thụ vào than hoạt tính, quá trình kết đám, quá trình oxy hóa hóa học, xử lý ozone và chiếu xạ với ánh sáng UV. Siêu âm có thể được đưa vào bất kỳ một trong những quá trình này. Tuy nhiên, sự kết hợp của siêu âm với quá trình xử lý ozone đặc biệt hiệu quả hơn.