Các thông số thể hiện tích chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ, vô cơ và khí. Hay để đơn giản hóa, người ta xác định các thông số như: độ kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất N, P, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù và không tan) và nước.
– Độ kiềm: thực chất độ kiềm là môi trường đệm để giữ pH trung tính của nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa.
– Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy sinh hóa trong nước thải, thường được xác định sau 5 ngày ở nhiệt độ 200C. BOD5 trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100 – 300 mg/l.
– Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxy hóa trong nước thải. COD thường trong khoảng 200 – 500 mg/l. Tuy nhiên, có một số loại nước thải công nghiệp BOD có thể tăng rất nhiều lần.
– Các chất khí hòa tan: đây là những chất khí có thể hòa tan trong nước thải. Nước thải công nghiệp thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp.
– Hợp chất chứa N: số lượng và loại hợp chất chứa N sẽ thay đổi đối với mỗi loại nước thải khác nhau.
– pH: đây là cách nhanh nhất để xác định tính axit cua nuoc thải. Nồng độ pH khoang 1 – 14. Để xử lý nước thải có hiệu quả pH thường trong khoảng 6 – 9,5 (hay tối ưu là 6,5 – 8).
– Phospho: đây là nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa. P thường trong khoảng 6 – 20 mg/l.
– Các chất rắn: hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải có thể xem là chất rắn.
– Nước: luôn là thành phần cấu tạo chính của nước thải. Trong một số trường hợp, nước có thể chiếm từ 99,5% – 99,9% trong nước thải (thậm chí ngay cả ngay cả trong những loại nước thải ô nhiễm nặng nhất các chất ô nhiễm cũng chiếm 0,5%, còn đối nguồn nước thải được xem là sạch nhất thì nồng độ này là 0,1%).