Os processos químicos são utilizados para separar sólidos em suspensão na água residuária a ser tratada, bem como para equalizar e homogeneizar um efluente.

Os processos químicos de cloração, de coagulação e de neutralização do pH são utilizados para a remoção de sólidos em suspensão coloidal ou mesmo dissolvidos.

O processo de lodos ativados pode ser definido como um sistema no qual uma massa biológica que cresce e flocula é continuamente recirculada e colocada em contato com a matéria inorgânica do despejo do líquido afluente ao sistema, em presença de oxigênio.

Os tanques de retenção de material flutuante, quando necessários, são utilizados para a remoção de gorduras, óleos, graxas e outras substâncias com densidade maior que a da água.

As lagoas aeradas são providas de aeradores ou dispositivos de introdução de oxigênio, suprindo a ausência de algas que ali proliferam por causa da intensa agitação da massa líquida.