В сточных водах, образующихся в результате многотоннажного промышленного процесса эпоксидирования пропилена на ПАО «Нижнекамскнефтехим», наблюдается накопление молибдена в форме различных солей, наряду с органическими соединениями. Во время реакции эпоксидирования пропилена происходит разрушение каталитического молибденового комплекса, который получает путем химического растворения металлического молибдена в смеси этилового спирта и гидропероксида этилбензола. Этот комплекс используется в качестве катализатора для производства оксида пропилена и выводится в промышленные сточные воды, в основном в виде молибдата натрия. Экономические потери усугубляются возникшими экологическими проблемами, что связано, прежде всего, с нехваткой эффективных и рентабельных методов выделения молибденовых солей из отмывной воды. В данной работе представлены результаты испытаний процесса окисления промышленных сточных вод, образующихся в результате эпоксидирования пропилена, который проводился в условиях сверхкритической флюидной среды. Исследования осуществлялись как на установках периодического действия, где в качестве окислителя использовалась перекись водорода, так и на установках непрерывного действия с воздухом, при температурах от 673 до 723 К и давлениях от 22 до 40 МПа с индукционным нагревом. Выявлены закономерности, показывающие, как эффективность окисления сточных вод зависит от термодинамических параметров реакции и физико-химических характеристик окислителя. Кроме того, был определён элементный состав твердого остатка, что открывает новые перспективы для дальнейших исследований и практического применения полученных данных. Определены закономерности, отражающие изменения в эффективности окисления водного стока в зависимости от условий процесса и физико-химических характеристик использованного окислителя. В образцах неорганического остатка было зафиксировано наличие молибдена, который представляет собой целевой продукт для дальнейшего извлечения.