用于养殖废水处理的化学法通常为化学氧化，常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢、二氧化氯、液氯等。氧化剂具有氧化分解难生物降解溶解态有机物的作用，是养殖废水深度处理的主要手段。

臭氧具有很强的氧化性，其原理是，在水中分解的中间物质经基自由基(-OH)，可以分解那生物降解且难以被一般氧化剂氧化的溶解态有机物。用臭氧处理废水，既能增加水中溶解氧，增加养殖水体的氧含量，又能够快速消灭细菌、病毒和氨等有毒有害成分，从而达到净化养殖废水，改善养殖水体的目的。据相关资料记载，臭氧在鱼虾养殖废水处理中实际应用效果良好。

日本伊腾慎悟用臭氧处理海水，研究发现海水中99.9%各种细菌可被臭氧消除。在1994-1995年间，Jack进行过13次臭氧水处理试验，当臭氧投放量达到0.59mg/L，灭菌率可达99.12%;此外，臭氧能快速降低养殖废水的COD，增加溶解氧含量，并且可大大降低水中NH3-N和亚硝态氮浓度，但所消耗的臭氧量也相对较大。

总体而言，化学氧化虽然具有处理效率很高的优点，但需要特定仪器设备，费用高，而且过量的试剂，很容易引起二次污染。目前，臭氧氧化技术已在美国、欧洲和亚洲的日本被广泛应用于海水养殖的循环水处理。