聚合氯化铝广泛应用于废水、清水处理中，用作水处理絮凝剂。在水处理中常不是单独孤立的现象，而往往可能是同时存在，只是在一定情况下以某种现象为主而已。
聚合氯化铝混凝是指向水体中投加某些化学药剂来破坏胶体和悬浮微粒在水中形成的稳定分散体系，形成粒径较大、易于沉降絮体的过程。该过程主要包含了凝聚和絮凝两个步骤。具体的说，凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程，该过程主要靠压缩双电层的作用；而絮凝则指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大絮体的过程，主要通过架桥和网捕作用聚集成大颗粒絮体。
水中胶体微粒可以在水里保持较长时间的稳定分散状态，因此，使胶体脱稳是聚合氯化铝混凝药剂发挥作用的重要步骤。多年以来，诸多学者对混凝过程中的作用机理进行了大量研究，现在公认的混凝机理主要有以下四种：
1、压缩双电层作用
带相同电荷的胶粒之间既存在静电斥力，又存在范德华力，胶粒的平衡主要取决于这两种力中何种作用力占据主要地位。水中加入电解质后，可产生与反离子带同种电荷的离子，由于静电斥力作用，会使原有反离子进入扩散层内，从而使得双电层变薄，Zeta电位随之降低，胶粒斥力也相应减小。此外，因扩散层的厚度减小，胶粒之间距离缩小，胶粒间引力变大，胶粒间斥力大于引力，因此，胶粒稳定性下降，凝聚下沉。
2、吸附电中和
胶核表面可直接吸附带有异号电荷的聚合离子、胶粒以及高分子物质等，中和了部分它所携带的电荷，斥力减小，Zeta电位随之降低，因而胶体凝聚为较大絮体沉降。吸附电中和在水处理中出现较多，其特点是：当投加药剂过多时，Zeta电位可以反号。
3、高分子桥连作用
在通常情况下，高分子聚合氯化铝混凝剂上有多种活性基团，在静电引力、范德华力等相互作用下，吸附水中胶粒。故高分子聚合氯化铝混凝剂上活性基团越多，吸附胶粒能力越强。一个长链聚合物可多位置同时发挥作用，同时吸附多个胶粒，以上作用称之为高分子桥连作用。
4、卷扫网捕
当高价金属混凝剂（如铁盐、铝盐等）的投加量和水力条件适合的情况下，使其迅速反应生成难溶性氢氧化物，水中细小污染物可作为晶核或吸附质与其共沉。
在实际混凝过程中，通常是以某种混凝机理为主，其它一种或几种机理起辅助作用。由此可知，在水厂运行过程中，不同类型聚合氯化铝混凝剂的选取应由水质条件来决定，从而创造出有利于聚合氯化铝混凝剂发挥较好混凝效果的水力以及水质条件。
