硫酸铝在水溶液中以水合离子[Al（H2O）]3+形态存在，随着pH值的升高不断进行水解反应，在此过程会发生羧基侨联而生成多核羧基络合物，如：
2[Al（H2O）5（OH）]2+ =[Al2（H2O）5（OH）2]4+ + 2H2O
生成双核二聚体，还可以进一步聚合生成更高级聚合物，如：
[Al2(H2O)8(OH)2]4++H2O=[Al2(H2O)7(OH)3]3++(H3O)+
[Al2(H2O)7(OH)3]3++[Al (H2O)5(OH)]2+=[Al3(H2O)5(OH)4]5++7H2O
这些高级聚合物与水体中的磷酸根结合生成沉淀，从而使水体中的磷含量降低。所以，硫酸铝是通过压缩双电层、吸附架桥、电中和吸附和网捕作用达到絮凝效果的。
而聚合硫酸铁是一种盐基性高价铁的大分子化合物。由于含有[Fe2(OH)3]3+、[Fe3(OH)6]3+、[Fe8(OH)20]4+等高价多核多链聚合物，且水解产生的胶体电荷高，其压缩双电层，电中和吸附的能力更强，与水体中的磷酸根结合更完全，而且具有更优良絮凝性能。
有实验证明，通过对Al离子和Fe离子除磷效果的分析可知，Fe离子的除磷效果更佳，比Al离子效果高出15%。
同时聚合硫酸铁还具有以下几点优势：
首先，聚合硫酸铁比重大，达到1.5g/cm3。吸附架桥作用强，混凝性能优越，絮凝体形成和沉降速度都较快。
其次，适合水体pH值范围广泛，pH值在4~11范围内均能形成稳定的絮体。磷酸铁的溶度积为1.3×10-22较磷酸铝溶度积5.8×10-19更低，形成的沉淀物更稳定，与磷酸根结合更充分完全，总磷残留更少
最后，使用时Fe离子残留量少，效果也较之硫酸铝好。
