Kemisk rening av avloppsvatten är en komplicerad industriell process som används för att avlägsna skadliga ämnen och bakterier från råavloppsvatten och regnvatten. Reningsanläggningar för avloppsvatten filtrerar använt, smutsigt vatten så att det kan återvinnas till naturliga och konstgjorda vattenkällor. Många kemikalier används i olika faser av filtreringsprocessen för att separera ut fasta ämnen, döda bakterier och parasiter och ta bort farliga gifter. Kemiska föreningar av järnklorid, alun, ozon, klor och kalk hjälper till att rena även de mest förorenade koncentrationerna av avloppsvatten. Efter att avloppsvatten har filtrerats, desinficerats och neutraliserats utgör det inte längre ett miljöhot och anses säkert för allmänt bruk och konsumtion.
Ett reningsverk kontrollerar vanligtvis olika fysiska filtreringsprocesser innan kemisk rening av avloppsvatten används. Stora centrifuger separerar det mesta av slammet och oljorna från avloppsvattnet genom att snurra en tank, och en serie siktar tar bort de flesta kvarvarande fasta partiklarna. Efter dessa fysiska processer tillsätts kemikalier för att koagulera små partiklar och föra dem till ytan av en tank. Järnklorid och alun är populära koaguleringsmedel som kombineras med giftiga partiklar och bildar ett nytt, olösligt slam. Materialet skapar en film på toppen av tanken, som kan skrapas bort med hjälp av ett specialiserat mekaniskt uppsamlingsverktyg.
När alla märkbara fasta ämnen har tagits bort, används ytterligare kemiska processer för avloppsvattenbehandling för att desinficera vattentanken genom oxidation. Licensierade anläggningsoperatörer lägger till lösningar av klor eller ozon för att döda skadliga bakterier, svampar och parasiter. Klor och ozon fungerar genom att skapa en syrerik miljö som förhindrar mikroorganismer från att föröka sig, frodas och kolonisera. Beroende på storleken på en tank och antalet bakterier och parasiter som finns, kan den kemiska reningsprocessen för avloppsvatten ta allt från några timmar till en hel vecka.
En sista viktig kemisk reningsteknik för avloppsvatten innebär att neutralisera syrahalten i vattnet. Rent vatten anses vara neutralt på pH-skalan, med ett mått på sju. Surt avloppsvatten har vanligtvis ett pH-värde lägre än sju och måste göras mer basiskt genom kemiska processer. Mycket specifika mängder baskemikalier tillsätts sura tankar för att neutralisera innehållet. Kalk är den vanligaste basen, eftersom det är lätt för specialister att mäta hur mycket man ska lägga till. Kvalitetskontrollpersonal testar det slutliga pH-värdet i behandlade tankar för att säkerställa att de är neutrala innan de släpper ut vatten tillbaka till offentliga vattenkällor.