根据恶臭物质的酸碱性，早期的化学除臭较多采用中和反应，药剂包括氢氧化钠、碳酸钠、硫酸、盐酸等，具有反应速度快、反应温度低等优点。但由于强酸或强碱使用时不够安全，并存在后续处理的问题，随着其他类型消臭剂的开发，这类药剂已较少采用。醛类化合物中的醛基可与多种物质发生反应，既可消除氨及胺类恶臭，又可消除硫化氢及硫醇恶臭。特别是乙二醛类，具有化学活性高、无臭味、安全等特点，故常用于水下污泥、粪便的处理。此外，强氧化剂等也应用于底泥化学除臭。

底泥化学除臭多采用湿法化学吸收法、化学氧化法和燃烧除臭法。

是发展成熟且应用普遍的恶臭脱除方法之一，其中塔式吸收是多年发展的主导趋势。湿法化学吸收法的基本原理是通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体捕捉到液体中，附着于颗粒物质上的臭气分子通过湿法吸收氧化后从空气中被去除。常用的湿法化学吸收塔包括填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔3种。使用湿法化学吸收法除臭，影响脱除效果的重要因素是恶臭气体的成分和吸收剂的选取，以及接触过程中的反应速率。常用的吸收液可以是清水、化学试剂溶液（酸、碱）、强氧化剂溶液或有机溶剂。鉴于污水污泥处理设施产生的臭气特点，吸收液的选择主要针对氨气和硫化氢及有机硫化物，所以药液一般选用强碱、次氯酸钠和硫酸的溶液。气-液传质接触一般采用两相同流、逆流、交流，水平式气液接触方式。同时控制过程中的气液比以及气体通过的线速度，保证接触时间。

湿法化学吸收法具有反应速度快、反应温度低、安全高效、运行可靠、占地相对小等优点。适于排放量大、高浓度的臭气排放场合，如污泥稳定、干化处理和焚烧过程所产生的恶臭处理等。同时当恶臭气流中成分比较复杂时，通常需采用多级吸收系统，让恶臭气体逐次通过装有不同性能药液的接触塔，最后再经过除雾装置后，直接排放或与干净空气混合稀释后排放到大气中。这样的两级或三级吸收系统，可除去多种恶臭气体，并达到很高的去除效率，同时也可以通过调节加药量和溶液的循环流量来适应气流量和浓度的变化，因此湿法化学吸收法除臭具有较强的操作弹性。其臭气脱除装置在市政设施如污水处理厂的污泥脱水过程中被广泛应用。湿法化学吸收法也有缺点，如酸、碱吸收法都需要对吸收后产生的废液进行处理，需要消耗大量的水、化学溶液、电力，排放气体中夹带残留的氯化物等。日本大多数污水处理厂曾普遍选择酸、碱和次氯酸钠除臭的化学吸收法，但由于强酸或强碱使用时不够安全、化学物质再生的费用不断上升，已较少采用。

是采用强氧化剂如臭氧、高锰酸盐、次氯酸盐、氯气、二氧化氯、过氧化氢等氧化恶臭物质，将其转变成无臭或弱臭物的方法。氧化过程通常在液相中进行，也有在气相中进行的，如臭氧氧化过程的气-气氧化过程。臭氧氧化法是应用最为广泛的底泥臭气去除法。臭氧是一种现场生成的强氧化剂。臭氧处理系统主要包括排气扇、臭氧扩散器、臭氧接触室、输送管网、臭氧生成系统和自动控制系统等。用来分解恶臭物质的臭氧剂量取决于污染物的种类和浓度。臭氧与紫外光联合作用的光化学氧化法对恶臭的处理效果更好。在紫外光的激发下，臭氧能够产生更多的具有强氧化作用的自由基，自由基对恶臭物质作用的产物一般为水和二氧化碳。该方法停留时间是最主要的作用参数。停留时间与恶臭物质的浓度和去除要求有关，一般为几秒钟到几分钟。臭氧氧化除臭的缺点为能耗高。

采用该法需要全面掌握恶臭物质各项性质及特点，将其控制在一定的温度内，并把握好接触时间，利用设备将臭气直接燃烧，实现脱臭的目的。该法适用于处理浓度较高的臭气，效果十分明显；其缺陷在于需要消耗大量的燃料，处理成本较高，燃烧后可能会产生一定量的一氧化氮，造成空气的二次污染。