Le sulfate d'aluminium sert d'agent coagulant et floculant dans le traitement de l'eau, facilitant le nettoyage de l'eau. Il est principalement utilisé dans les stations d'épuration municipales pour traiter les eaux usées et l'eau potable. Le sulfate d'aluminium est également important pour le traitement et la restauration des lacs.
Les eaux usées non traitées et l'eau potable contiennent des colloïdes en suspension chargés négativement, et les systèmes de traitement de l'eau utilisent des sels métalliques chargés positivement, tels que le sulfate d'aluminium, pour déstabiliser les particules colloïdales. En tant que coagulant, le sulfate d'aluminium améliore l'élimination des particules, telles que le carbone organique dissous, et d'autres particules minuscules en suspension au niveau des micro-organismes. Après coagulation, le sulfate d'aluminium agit comme un agent floculant et permet à ces particules de se coller les unes aux autres et de former des particules plus grosses, permettant une purification plus facile de l'eau par sédimentation et filtration. L'utilisation d'aluminium comme coagulants entraîne souvent des niveaux plus élevés d'aluminium dans l'eau, mais généralement à des quantités sûres.
Bien que le sulfate d'aluminium aide à éliminer de grandes quantités de composés organiques dans l'eau potable et les eaux usées, il ne suffit pas à éliminer les agents pathogènes, tels que les bactéries et les virus. Cependant, le sulfate d'aluminium est une étape principale de la purification de l'eau, car il prépare l'eau pour une filtration ultérieure. Parce que le sulfate d'aluminium réduit les substances dissoutes dans l'eau, moins de chlore est nécessaire pour désinfecter l'eau. La plupart du sulfate d'aluminium est également éliminé avec les minuscules particules collantes, ou flocs, formées pendant les processus de coagulation et de floculation.