空气氧化是将空气通入污水中，利用空气中的氧来氧化污水中可被氧化的有害物质。空气因氧化能力较弱，主要用于含有还原性较强物质的污水处理。例如，用于地下水除铁除锰。在缺氧的地下水中常出现二价铁和锰，通过曝气处理，可以将它们分别氧化为Fe(OH)3和MnO2沉淀物。当原水含铁锰量更大时，可采用多级曝气和多级过滤组合流程处理。