工業廢水處理中，化工、制藥、印染等行業廢水含難降解有機物、毒性物質，可生化性差。芬頓反應器利用羥基自由基破壞分子結構，分解發色基團，既能預處理提升可生化性，又能深度處理確保污染物達標，某農藥廠和印染廠處理后 COD 與色度顯著降低。

市政污水處理方面，芬頓反應器用于污水處理廠提標改造，去除殘留污染物，滿足新排放標準；在黑臭水體修復中，快速氧化有機質消除黑臭，配合其他工藝構建長效生態體系。

垃圾滲濾液處理時，針對填埋場和焚燒廠高濃度 COD、氨氮、重金屬的滲濾液，芬頓反應器可直接降解難腐殖質，與生化工藝聯用實現污染物高效去除，同時需控制鐵泥產生量。

飲用水源微污染處理中，無論是受石油、農藥污染的地下水，還是含藻類毒素、農藥殘留的地表水，芬頓反應器都能通過原位或異位處理，保障飲用水安全，降低后續工藝藥劑消耗。

此外，芬頓反應器還用于高濃度有機廢液預處理，使其達到可生化標準，應對突發污染事故；同時通過氧化和吸附，去除電鍍、礦山廢水中的重金屬離子，助力工業廢水達標排放。