La coagulation est le procédé de déstabilisation des particules colloïdales par la neutralisation de leurs charges de surface.  La floculation est le procédé d'agglomération de petites particules en fragiles réseaux de plus grandes particules appelés flocs. Les flocs peuvent ensuite être séparés de la masse liquide, soit par flottation, sédimentation ou filtration.  Dans les eaux naturelles, la plupart des colloïdes sont chargés négativement en raison de l'adsorption d'une variété de groupes fonctionnels négatifs sur leurs surfaces.  Ainsi, les coagulants inorganiques sont presque exclusivement des sels métalliques ayant des valences positives hautes.  Il s'agit notamment de l'alun, du sulfate ferrique, du chlorhydrate d'aluminium et des chlorures de polyaluminium.

La détermination du coagulant optimal pour une application donnée requiert généralement une évaluation sur le terrain.  La dose de coagulant requise pour une performance adéquate a souvent une meilleure corrélation avec le montant de matériel colloïdale électriquement chargé présent dans l'eau non traitée, plutôt qu’avec la turbidité non-traitée.

L’alun, le sulfate ferrique, le chlorhydrate d'aluminium et les chlorures de polyaluminium sont des agents de coagulation et de floculation très efficaces car:

• Ils possèdent de hautes valences positives pour la neutralisation de charge.
• Ils forment, par hydrolyse, des particules de floc à base d'hydroxyde de métal qui s'agglomèrent avec des particules colloïdales et suspendues.  La taille des particules de floc résultantes facilite leur élimination par l'action combinée de la sédimentation et filtration.