Взвешенные частицы не могут быть полностью удалены простым отстаиванием. Крупные, тяжелые частицы легко оседают, но более мелкие и легкие частицы оседают очень медленно или, в некоторых случаях, не оседают вовсе. Поэтому осаждению обычно предшествует химический процесс, известный как коагуляция. В воду добавляют химические вещества (коагулянты), чтобы собрать неоседающие частицы в более крупные и тяжелые массы твердых частиц, называемые флоком. Сульфат алюминия (квасцы) — самый распространенный коагулянт, используемый для очистки воды. Могут использоваться и другие химические вещества, такие как сульфат железа или алюминат натрия.
Коагуляция обычно осуществляется в два этапа: быстрое и медленное перемешивание. Быстрое перемешивание служит для равномерного рассеивания коагулянтов по воде и обеспечения полной химической реакции. Иногда для этого химикаты добавляют непосредственно перед насосами, позволяя рабочим колесам насосов осуществлять перемешивание. Однако обычно небольшой резервуар для флэш-смеси обеспечивает около одной минуты времени отстаивания. После флэш-перемешивания необходим более длительный период мягкого перемешивания, чтобы способствовать столкновению частиц и росту флока. Такое мягкое перемешивание, или медленное перемешивание, называется флокуляцией; оно осуществляется в резервуаре, обеспечивающем время отстаивания не менее получаса. Резервуар для флокуляции оснащен деревянными лопастными мешалками, которые медленно вращаются на горизонтальном валу, приводимом в движение двигателем. После флокуляции вода поступает в отстойники. Некоторые небольшие водоочистные станции объединяют коагуляцию и осаждение в одном сборном стальном блоке, называемом резервуаром для контакта с твердыми частицами.
