การบำบัดน้ำเสียทางเคมีเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนที่ใช้ในการกำจัดสารที่เป็นอันตรายและแบคทีเรียออกจากน้ำเสียดิบและน้ำฝนที่ไหลบ่า ระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้ตัวกรองน้ำสกปรกเพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในแหล่งน้ำธรรมชาติและน้ำประดิษฐ์ มีการใช้สารเคมีจำนวนมากในขั้นตอนต่าง ๆ ของกระบวนการกรองเพื่อแยกของแข็งฆ่าแบคทีเรียและปรสิตและกำจัดสารพิษที่เป็นอันตราย สารประกอบทางเคมีของเฟอริกคลอไรด์สารส้มโอโซนคลอรีนและมะนาวช่วยชำระให้บริสุทธิ์แม้ในน้ำเสียที่มีความเข้มข้นมากที่สุด หลังจากที่น้ำเสียถูกกรองฆ่าเชื้อและทำให้เป็นกลางแล้วจะไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมอีกต่อไปและถือว่าปลอดภัยต่อการใช้งานและการบริโภคสาธารณะ
โรงบำบัดมักจะควบคุมกระบวนการกรองทางกายภาพต่าง ๆ ก่อนที่จะทำการบำบัดน้ำเสียทางเคมี เครื่องหมุนเหวี่ยงขนาดใหญ่แยกตะกอนและน้ำมันส่วนใหญ่ออกจากน้ำเสียโดยการหมุนถังและชุดของตะแกรงจะกำจัดของแข็งที่เหลืออยู่ส่วนใหญ่ หลังจากกระบวนการทางกายภาพเหล่านี้มีการเติมสารเคมีเพื่อจับตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็กและนำพวกเขาไปยังพื้นผิวของถัง เฟอร์ริกคลอไรด์และสารส้มเป็นสารจับตัวที่ได้รับความนิยมซึ่งรวมกับอนุภาคที่เป็นพิษและก่อให้เกิดตะกอนใหม่ที่ไม่ละลายน้ำ วัสดุสร้างฟิล์มที่ด้านบนของถังซึ่งสามารถถูกคัดออกไปได้โดยใช้เครื่องมือเก็บรวบรวมแบบพิเศษ
เมื่อนำของแข็งที่เห็นได้ทั้งหมดออกไปแล้วกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมีเพิ่มเติมจะถูกนำมาใช้เพื่อฆ่าเชื้อในถังเก็บน้ำผ่านกระบวนการออกซิเดชั่น ผู้ประกอบการโรงงานที่ได้รับใบอนุญาตเพิ่มโซลูชันของคลอรีนหรือโอโซนเพื่อฆ่าแบคทีเรียเชื้อราและปรสิตที่เป็นอันตราย คลอรีนและโอโซนทำงานโดยการสร้างสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยออกซิเจนที่ป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ทำซ้ำเจริญรุ่งเรืองและตั้งอาณานิคม ขึ้นอยู่กับขนาดของถังและจำนวนของแบคทีเรียและปรสิตที่มีอยู่กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมีอาจใช้เวลาไม่กี่ชั่วโมงจนถึงตลอดทั้งสัปดาห์
เทคนิคการบำบัดน้ำเสียทางเคมีที่สำคัญขั้นสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการทำให้เป็นกลางปริมาณกรดของน้ำ น้ำบริสุทธิ์นั้นถือว่าเป็นกลางในระดับ pH โดยมีค่าเท่ากับเจ็ด โดยทั่วไปแล้วน้ำเสียที่เป็นกรดจะมีค่าพีเอชต่ำกว่าเจ็ดและจะต้องทำขั้นพื้นฐานผ่านกระบวนการทางเคมี มีการเพิ่มสารเคมีพื้นฐานจำนวนมากลงในถังที่เป็นกรดเพื่อทำให้เนื้อหาเป็นกลาง มะนาวเป็นฐานที่ใช้กันมากที่สุดเนื่องจากเป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้เชี่ยวชาญที่จะวัดว่าต้องเพิ่มจำนวนเท่าใด ผู้เชี่ยวชาญด้านการควบคุมคุณภาพจะทดสอบค่า pH สุดท้ายของถังที่ผ่านการบำบัดเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นกลางก่อนที่จะปล่อยน้ำกลับสู่แหล่งน้ำสาธารณะ
