某些高濃度氨氮廢水因為含有大量對微生物有害的物質，不宜采用生物法處理，所以人們考慮用化學法去除高濃度氨氮，其中化學沉淀法研究的比較多。化學沉淀法的基本原理：將氨與化學沉淀劑〔H3PO4+MgO或Mg(OH)2〕，反應生成沉淀物以去除廢水中的氨氮。
該法的獨特優勢是生成的沉淀物MgNH4PO4，是一種農作物所需的復合肥料，因而利用該法可達到廢物回用的目的。除去氨氮的反應機理如下：
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此法可去除氨氮、重金屬及某些大分子有機物，常與其它處理技術組合，既適用于反滲透、活性炭吸附等深度處理的預處理，也可用于生化處理的預處理或深度處理。絮凝劑常用FeCl3、A12(SO4)3和陰陽非離子型聚合物。此法對氨氮的去除率很高，可達90%以上，但費用比吹脫法高，產生的污泥對環境造成二次污染，但當其用于脫氮預處理時，也可采用PO43-類物質，污泥可作肥料使用，故有很大的靈活性，不受溫度影響、操作簡單。它的主要費用是藥劑，如能找到價廉高效的沉淀劑，則可大大降低處理費用也可以因地取材，采用海水或鹵水替代鎂鹽，磷酸鹽可以采用磷肥廠或含磷企業排放的含磷廢水。有研究表明：用化學沉淀法處理垃圾滲濾液(NH4-N濃度為1.500mg/L)時，去除率達96%。
趙慶良等用化學沉淀法對香港新界西垃圾滲濾液做了研究，結果表明，在pH值為8.6時投加MgCl2•6H2O和Na2HPO4；•12H2O，可將氨氮由5618mg/L降至65mg/L；在同樣條件下，投加MgO與85%H3PO4，可將氨氮由5404mg/L降到1688mg/L。顯然前者效果要好得多，但同時也引入大量氯離子，會對后面的生化過程產生負面影響。
