Bahan kimia pengolahan air terutama diterapkan di empat sektor utama: pengolahan air industri, pengolahan air perkotaan dan air minum, pengolahan limbah dan air limbah, dan desalinasi air laut.
**Pengolahan Air Industri:** Digunakan untuk mensirkulasikan air pendingin (penghambat kerak, penghambat korosi, biosida), air boiler (pelunak, pemulung oksigen), dan air proses (dalam industri seperti minyak bumi, bahan kimia, pembangkit listrik, dan metalurgi) untuk mencegah kerak, korosi, dan pertumbuhan mikroba.
**Pengolahan Air Minum dan Kota:** Menggunakan flokulan (misalnya PAC, PAM), disinfektan (misalnya natrium hipoklorit, klorin dioksida), pengatur pH, dan adsorben (misalnya karbon aktif) untuk menghilangkan padatan tersuspensi, patogen, bau, dan logam berat, sehingga memastikan air memenuhi standar air minum.
**Pengolahan Air Limbah dan Air Limbah:** Mencakup air limbah kota dan industri; menggunakan bahan pembantu flokulan/koagulan (misalnya poliakrilamida), bahan dewatering, pengemulsi (untuk air limbah berminyak), bahan penghilang warna, bahan redoks (untuk mengolah residu sianida dan kromium), dan disinfektan untuk mencapai pemisahan cairan padat, mengurangi tingkat COD/BOD, dan memastikan kepatuhan terhadap standar pembuangan.
**Desalinasi Air Laut:** Melibatkan penambahan penghambat kerak (misalnya polifosfat, fosfonat organik), flokulan, dan bahan pembersih pada proses distilasi dan berbasis membran (osmosis balik) untuk mencegah kerak dan pengotoran membran, sehingga meningkatkan efisiensi operasional.
Selain itu, aplikasi khusus - seperti air injeksi ulang ladang minyak (menggunakan bahan pemurnian khusus dan biosida), penggunaan kembali air reklamasi, pengolahan lumpur (menggunakan bahan pengkondisi dan dewatering), dan sistem menara pendingin - juga sangat bergantung pada senyawa kimia pengolahan air.