Los POA han sido probados con éxito en aguas residuales contaminadas con herbicidas, plaguicidas, benceno, cloroformo, cloruro de metilo, así como también con microorganismos como el Eschericha coli (indicador de contaminación microbiana en aguas residuales). A su vez, también se han utilizado los POA para tratar aguas residuales hospitalarias, así como efluentes con elevada carga orgánica biorefractaria (no degradable por vía biológica) provenientes de la industria textil, hidrocarburos, colorantes, lixiviados de vertederos, entre otros.
Usualmente, los POA se utilizan combinados con procesos biológicos de tratamiento. Las oxidaciones avanzadas, como etapa previa al tratamiento biológico, aumentan la biodegradabilidad de los contaminantes presentes en las aguas residuales que contiene compuestos biorefractarios o recalcitrantes, aumentando la eficiencia final de tratamiento y reduciendo los costos del proceso de depuración.
Como se puede ver en lo expresado anteriormente, todos los tratamientos tienen aspectos positivos y negativos, por tanto, se debe tener una visión amplia y general del tipo de efluente a trata y los contaminantes que se desean remover.