化学法是利用化学作用来处理废水中的溶解物质、胶体物质，用于去除废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素（氮、磷）、乳化油、色度、臭味、酸、碱等。化学法包括混凝法、中和法、氧化还原法等。
其中混凝法的基本原理为：
混凝原理。混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮粒沉降。混凝沉淀不但可以去除水中粒径为10-6~10-3的细小悬浮颗粒，而且还能够去除一定的色度、油分、微生物、氮、磷、重金属及有机物。
废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而做无规则的布朗运动。颗粒都带同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；另外带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化膜，阻碍各胶体的聚合。一种胶体的胶粒带电越多，其电位就越大，扩散层中反离子越多，水化作用越大，水化层越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。
废水中投入混凝剂后，胶体因电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态，称为脱稳。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。按机理，混凝可分为压缩双垫层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种。
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