Ķīmiskā notekūdeņu attīrīšana ir sarežģīts rūpniecisks process, ko izmanto kaitīgo vielu un baktēriju noņemšanai no neapstrādātiem notekūdeņiem un lietus ūdens noteces. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtās filtrē lietots, netīrs ūdens, lai to varētu pārstrādāt atpakaļ dabiskajos un mākslīgajos ūdens avotos. Dažādās filtrēšanas procesa fāzēs tiek izmantotas daudzas ķīmiskas vielas, lai atdalītu cietās vielas, iznīcinātu baktērijas un parazītus un izvadītu bīstamos toksīnus. Dzelzs hlorīda, alauna, ozona, hlora un kaļķa ķīmiskie savienojumi palīdz attīrīt pat vispiesārņotākās koncentrācijas notekūdeņus. Pēc notekūdeņu filtrēšanas, dezinficēšanas un neitralizācijas tie vairs nerada draudus videi un tiek uzskatīti par drošiem publiskai lietošanai un patēriņam.
Attīrīšanas iekārta parasti kontrolē dažādus fizikālās filtrēšanas procesus pirms notekūdeņu ķīmiskās attīrīšanas. Lielas centrifūgas atdala lielāko daļu dūņu un eļļu no notekūdeņiem, griežot tvertni, un virkne sietu likvidē lielāko daļu atlikušo cieto vielu. Pēc šiem fizikālajiem procesiem pievieno ķīmiskas vielas, lai sarecētu mazas daļiņas un nogādātu tās uz tvertnes virsmas. Dzelzs hlorīds un alauns ir populāri koagulācijas līdzekļi, kas savienojas ar toksiskām daļiņām un veido jaunas, nešķīstošas dūņas. Materiāls tvertnes augšpusē izveido plēvi, kuru var nokasīt, izmantojot specializētu mehānisko savākšanas instrumentu.
Kad visas pamanāmās cietās daļiņas ir noņemtas, tiek izmantoti papildu ķīmiskie notekūdeņu attīrīšanas procesi, lai dezinficētu ūdens tvertni oksidācijas ceļā. Licencēti iekārtu operatori pievieno hlora vai ozona šķīdumus, lai iznīcinātu kaitīgās baktērijas, sēnītes un parazītus. Hlors un ozons darbojas, radot ar skābekli bagātu vidi, kas neļauj mikroorganismiem vairoties, attīstīties un kolonizēties. Atkarībā no tvertnes lieluma un tajā esošo baktēriju un parazītu skaita ķīmiskā notekūdeņu attīrīšanas process var ilgt no dažām stundām līdz visai nedēļai.
Pēdējā svarīga ķīmiskā notekūdeņu attīrīšanas metode ietver ūdens skābes satura neitralizēšanu. Tīrs ūdens tiek uzskatīts par neitrālu pH skalā, un tas ir septiņi. Skābajiem notekūdeņiem parasti ir zemāka pH vērtība par septiņiem, un tie ir jāpadara bāziskāki, izmantojot ķīmiskos procesus. Skābajām tvertnēm pievieno ļoti specifisku daudzumu pamata ķīmisko vielu, lai neitralizētu saturu. Visbiežāk izmantotā bāze ir kaļķis, jo speciālisti var viegli izmērīt, cik daudz jāpievieno. Kvalitātes kontroles speciālisti pārbauda apstrādāto tvertņu galīgo pH līmeni, lai pārliecinātos, ka tie ir neitrāli, pirms ūdens tiek palaists atpakaļ publiskajos ūdens avotos.