化学除磷药剂主要是利用化学药剂与水中磷酸根发生反应生成磷酸盐化合物。常用的化学除磷药剂为金属盐药剂和氢氧化钙。在长期的使用中，综合使用效果及经济成本考虑，以铁盐和铝盐应用得最为广泛。
铝盐除磷方程式：
Al2(SO4)3+6H2O----2Al(OH)3+3SO42-+6CO2
Al2(SO4)3+2PO4----2AlPO4+3SO42-
在pH为6.0-6.5的条件下，每1mol的磷需要加铝1.5-3.0mol。如果水显碱性，在加铝之前应先降低pH以减少Al(OH)3沉淀。
铁盐除磷方程式：
Fe2(SO4)3+3HCO3----Fe(OH)3+2SO42-+3CO2
Fe3++PO43----FePO4↓pH=5～5.5
每1mol磷需要加铁（Fe3+)1.5-3mol，最佳pH为5.0。
对磷含量为5mg/l左右的二级处理水，通过投加100－200mg/l的氯化铁（FeCl3.6H2O)就可以得到90％以上的磷去除率。
铝盐多应用于气浮工艺中，而混凝沉淀则多使用铁盐。这里铝盐以聚合氯化铝为主，而混凝沉淀除磷则以聚合硫酸铁或其衍生品最为常见。
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