聚合氯化鋁廣泛應用于廢水、清水處理中，用作水處理絮凝劑。在水處理中常不是單獨孤立的現象，而往往可能是同時存在，只是在一定情況下以某種現象為主而已。

聚合氯化鋁混凝是指向水體中投加某些化學藥劑來破壞膠體和懸浮微粒在水中形成的穩定分散體系，形成粒徑較大、易于沉降絮體的過程。該過程主要包含了凝聚和絮凝兩個步驟。具體的說，凝聚是指使膠體脫穩并聚集為微絮粒的過程，該過程主要靠壓縮雙電層的作用；而絮凝則指微絮粒通過吸附、卷帶和橋連而成長為更大絮體的過程，主要通過架橋和網捕作用聚集成大顆粒絮體。

水中膠體微粒可以在水里保持較長時間的穩定分散狀態，因此，使膠體脫穩是聚合氯化鋁混凝藥劑發揮作用的重要步驟。多年以來，諸多學者對混凝過程中的作用機理進行了大量研究，現在公認的混凝機理主要有以下四種：

1、壓縮雙電層作用

帶相同電荷的膠粒之間既存在靜電斥力，又存在范德華力，膠粒的平衡主要取決于這兩種力中何種作用力占據主要地位。水中加入電解質后，可產生與反離子帶同種電荷的離子，由于靜電斥力作用，會使原有反離子進入擴散層內，從而使得雙電層變薄，Zeta電位隨之降低，膠粒斥力也相應減小。此外，因擴散層的厚度減小，膠粒之間距離縮小，膠粒間引力變大，膠粒間斥力大于引力，因此，膠粒穩定性下降，凝聚下沉。

2、吸附電中和

膠核表面可直接吸附帶有異號電荷的聚合離子、膠粒以及高分子物質等，中和了部分它所攜帶的電荷，斥力減小，Zeta電位隨之降低，因而膠體凝聚為較大絮體沉降。吸附電中和在水處理中出現較多，其特點是：當投加藥劑過多時，Zeta電位可以反號。

3、高分子橋連作用

在通常情況下，高分子聚合氯化鋁混凝劑上有多種活性基團，在靜電引力、范德華力等相互作用下，吸附水中膠粒。故高分子聚合氯化鋁混凝劑上活性基團越多，吸附膠粒能力越強。一個長鏈聚合物可多位置同時發揮作用，同時吸附多個膠粒，以上作用稱之為高分子橋連作用。

4、卷掃網捕

當高價金屬混凝劑（如鐵鹽、鋁鹽等）的投加量和水力條件適合的情況下，使其迅速反應生成難溶性氫氧化物，水中細小污染物可作為晶核或吸附質與其共沉。

在實際混凝過程中，通常是以某種混凝機理為主，其它一種或幾種機理起輔助作用。由此可知，在水廠運行過程中，不同類型聚合氯化鋁混凝劑的選取應由水質條件來決定，從而創造出有利于聚合氯化鋁混凝劑發揮較好混凝效果的水力以及水質條件。