食品废水处理的化学方法通常与物理或者生物技术连用，单纯的化学方法并不多见，归纳起来，有以下3种方法：中和法、混凝或者絮凝法、氧化还原法。
污水综合排放标准规定，排放的水体必须在pH6~9之间，因此不在此范围内的水体至少调整到要求的pH范围内才能排放。
絮凝法，一般和物理沉降法联用，污染物与絮凝剂形成聚集体产生沉降而除去。絮凝剂从分子组成上可以分为无机絮凝剂，有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。其中无机絮凝剂又可分为无机盐类絮凝剂和无机高分子絮凝剂。概括了不同类型的无机高分子絮凝剂。
不同无机絮凝剂对焙烤工业中揉面和焙烤工序废水的澄清效果。研究表明聚合氯化铝对该废水的处理效果好，结合物化工艺和生物处理技术，使得废水的BOD5清除率达到95%，COD清除率达到98%，TSS清除率达到99%，浊度清除率达到98%，大肠菌群清除率达到96%，达到回用的标准。有机高分子絮凝剂又分为合成和天然的两大类。有机合成高分子絮凝剂降解困难，易造成二次污染，目前常用的聚丙烯酰胺单体丙烯酰胺有致癌的特点，因此目前很多地区禁止添加，所以天然高分子絮凝剂为以后的发展方向，特别是在食品工业废水领域。天然高分子絮凝剂包括淀粉、纤维素、单宁、壳聚糖及其衍生物、海藻、腐植酸等。其中壳聚糖在食品工业废水处理中的运用研究较多，主要集中在粉丝、鱼糜漂洗、甲壳质生产、及其他食品工业废水中的蛋白回收利用和味精废水处理研究。微生物絮凝剂是一种安全、无毒、易降解、无二次污染的絮凝剂。目前报道的产生菌超过60多种，包括藻类、细菌、放线菌、真菌等。
用微生物絮凝剂普鲁兰处理味精废水，其COD和SS的去除率可达到40％左右，其浊度去除率可达99％。研究了复合型微生物絮凝剂CMBF917的絮凝特性，投药量千分之一，同时加入助凝剂CaCl2可使马铃薯淀粉废水浊度和COD的去除率分别为92.11%和54.09%。
氧化还原法，主要指利用单纯的化学氧化手段来处理食品废水的技术。目前主要有以下几种：臭氧氧化、过氧化氢氧化、空气氧化和氯氧化。食品工业废水中主要以臭氧氧化为主，臭氧对柠檬酸废水的处理效果，研究表明，臭氧用量为30mg/L，反应时间为5min时，废水中COD去除率为18.4%，色度去除率达73.3%，同时废水可生化性提高。
臭氧对自制马铃薯汁液废水的处理效果，结果表明，在20℃条件下反应2h，可使废水悬浮物去除率达到80%以上，COD、总磷、氨氮去除率达到60%以上。另外臭氧可以使食品废水中的小分子蛋白颗粒胶粘形成大分子蛋白，同时能起到脱色作用。
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