聚丙烯酰胺在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中，聚丙烯酰胺与活性炭等配合使用，可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清；在污水处理中。聚丙烯酰胺可用于污泥脱水；在工业水处理中，聚丙烯酰胺主要用作配方药剂。在原水处理中，用有机絮凝剂聚丙烯酰胺代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可提高20%以上。所以目前许多大中城市在供水紧张或水质较差时，都采用聚丙烯酰胺作为补充。在污水处理中，采用聚丙烯酰胺可以增加水回用循环的使用率。
聚丙烯酰胺用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上，通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。效果明显，投加量少。在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂，能提高成纸质量，节约成本，提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用，以达到增强纸张的物理强度，减少纤维或填料的流失，加快滤水，起增强、助留、助滤作用，还可以用于白水的处理，同时，在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。