Koagulacija je proces destabilizacije mikroskopski sitnih čestica kojim se uz pomoć hemikalija neutrališe njihov električni naboj i omogućava spajanje u krupnije čestice koje se brže talože ili se zadržavaju u prostoru filterske ispune. Koagulacija se odvija kroz dve faze, prva je ravnomeran raspored dodate hemikalije po celoj zapremini vode koja se zbog razblaženja hidroliše, obrazujući pri tom metal-hidroksilne komplekse.

Druga faza je destabilizacija, u kojoj se odigrava sorpcija hidrolisane hemikalije – koagulanta na površini čestica i neutralizacija naelektrisanja.  Ove dve faze veoma su brze. 

Proces koagulacije definisan je sledećim parametrima:

• vremenom kontakta,
• dozom koagulanata,
• potrebom predtretmana
• energijom mešanja.

Uslov za uspešno sprovođenje koagulacije je da se na mestu dodavanja koagulanta obezbedi njegov ravnomeran raspored po celoj zapremini vode. To se efikasno može ostvariti u maloj zapremini vode i uz primenu intenzivnog mešanja i turbulencije.

Efikasnost koagulacije zavisi od stvaranja optimalnog dejstva koagulanta i postizanja brzog i potpunog mešanja dodate hemikalije sa vodom. Optimalno dejstvo koagulanta postiže se primenom odgovarajuće koncentracije i doze koagulanta, kao i količine vode u smislu podešavanja pH vrednosti, alkaliteta vode i eventualne predoksidacije. Mešanje se mora sprovesti za veoma kratko vreme i sa intenzitetom koji omogućava potpuno mešanje vode u cevi ili komori u kojoj se vrši destabilizacija. 

Flokulacija je proces koji se nadovezuje na koagulaciju i ima zadatak da omogući intenzivan dodir između destabilisanih čestica, čime se postiže njihovo spajanje u krupnije frakcije.

Flokulacijom se postiže obrazovanje čestica – flokula određene veličine i jačine, preko niza faktora. Ti faktori su vreme kontakta, gradijent brzine i primena hemikalija u flokulatoru. Pravilnom kombinacijom ovih faktora postiže se ukrupnjavanje flokula povezivanjem više manjih i povećavanje njihove jačine. Pod jačinom flokula podrazumeva se njihova otpornost na sile smicanja i torzije koje se javljaju pri proticanju vode kroz cevi ili kanale na putu do filtera, kao i u samoj filterskoj ispuni. Izbor tehnike flokulacije uslovljen je narednom fazom prečišćavanja:

• Ako je taloženje sledeća faza prečišćavanja, flokulatorom treba obrazovati flokule velikih dimenzija i velike gustine. Time se postiže njihovo brzo i efikasno taloženje.
• Ako je filtriranje proces koji dolazi direktno iza flokulacije, onda je potrebno obrazovati flokule manjih dimenzija, ali velike čvrstine. Dimenzije ovih flokula  treba da su prilagođene granulaciji filtarske ispune, a jačina brzini filtriranja.

Za oba slučaja važno je da obrazovane flokule budu što je moguće više jednakog prečnika.

Tehniku flokulacije karakterišu duže vreme kontakta, potreba da se u toku flokulacije mešanjem unosi različita energija, kao i potreba dodavanja flokulanta.