聚合氯化铝投加到水体后，应使药剂迅速均匀地扩散到全部水中，以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳，并借助颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。此过程称为混凝剂的混合过程。
在此阶段并不要求形成大的絮凝体。混合要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟完成。对于高分子混凝剂，由于它们在水中的形态不像无机盐混凝剂那样受时间的影响，混合的作用主要是使药剂在水中均匀分散，对“快速”和“剧烈”的要求并不重要。
以聚合氯化铝为例，常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和机械混合几种。
1．水泵混合
利用提升水泵进行混合，是一种常用的方法。把药液由泵前投入，利用水泵叶轮的高速转动达到快速剧烈的混合目的。投药与混合均用水泵进行，不需另建混合设备，混合效果较好。但是如采用三氯化铁作混凝剂时，对水泵叶轮有一定的腐蚀作用。此外，当水泵到处理构筑物的管线很长时，可能会在长距离的管道中过早地形成絮凝体并被打碎，不利于以后的处理，因此，水泵混合方式具有一定的使用条件与局限性，对此应予以注意。
2．隔板混合
隔板混合是在长方形的混合池内设有数块隔板，各板上设有一定尺寸的孔道，隔板孔道交错设置，使水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩与扩散，形成涡流，从而使药剂与原水得到充分混合。隔板间距为池宽的两倍，水流通过孔道的流速应不小于1m/s，池内平均流速不小于0.6m/s，混合时间一般为10～30s。当处理水量稳定时，隔板混合的效果较好，如流量变化较大时，混合效果不稳定。
3．机械混合
机械混合是在池内采用电动机带动浆板或螺旋浆进行强烈搅拌，而使药剂与原水得到有效的混合。机械搅拌的强度可以调节，比较灵活。这种混合方法的缺点是增加了机械设备，增加机械设备的维修保养工作和动力消耗。
混凝剂的反应阶段：
反应阶段的作用是创造水力条件使细小絮体在一定时间内继续形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝体，以使可在后续的沉淀池内下沉。为此要求水流有适当的紊流程度以及足够的反应时间。反应设备分水力搅拌与机械搅拌两类。我国大多采用水力搅拌，其搅拌强度可由水流速度来控制，反应时间一般为5～30min。
水力搅拌式反应设备又分障板式反应池、旋流式反应池，涡流式反应池等种。障板式反应槽在廊道中流速是逐渐减小的，由进口处的0.5m/s降至出口0.2m/s，停留时间为20～30min。这种池的构造简单，但水力损失大，适用于水量变化小的大型处理厂。涡流式反应池进水在池下部沿切线方向进入，水流在池内呈涡流式运动，水流速度在进口处为0.7m/s，出口为4～5mm/s，水在池内停留时间为6～10min，这种反应池的反应时间短，容积小，造价较低，但池子较深，锥底施工困难，适用于中、小处理厂。
孔室旋流反应池是多级旋流反应的一种，每个池设多个（一般6～8个）反应室，各室间孔口按上下、左右（互相交错）布置，反应总时间应据原水水质和相似条件下的运行经验或试验资料确定，一般宜为15～25min。第一个进水孔流速可采用0.6～1.0m/s，最后一个进水孔流速可采用0.2～0.3m/s。此种反应池构造简单，施工方便，但反应效果较差，一般用于水量变化不大的中、小型水厂。
机械搅拌式反应池是在池内设搅拌机，反应时间一般采用15～20min，一般在池内设3～4档搅拌机，转速按浆板半径中心处的线速度计，第一档为0.5m/s，末档减为0.2m/s。
由上述内容可知，水流在反应池内的水流速度和机械强度，从池首至池末是逐渐降低的，以免结大的絮凝体被打碎。为此，反应池与沉淀池一般合建，如需分建则对连接管渠中的流速必须加以控制。因此在反应设备的运行操作中，应按照以上技术要求进行。如果在化学凝凝以后不经沉淀处理而直接进行接触过滤或是进行气浮处理，则反应阶段可以省略。
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