聚合硫酸鐵廣泛用於原水、飲用水、自來水、工業用水、工業廢水及生活汙水的處理，還可用於印染廢水處理。
在生產應用中，聚合硫酸鐵對分散性染料、硫化染料、直接染料等漂染廢水，均有良好處理效果，COD去除率高達70%以上，效果優於鋁鹽；用於脫色時，脫色率高達95%以上；用於除臭，可有效去除硫化氫及甲基硫化氫等惡臭。
印染廢水存在大量有機物，且帶有顯色基團，顏色較深，具有水量大、有機汙染物含量高、色度深、鹼性大、水質變化大等特點，汙染性強。另外，為了增強染色鮮豔度，在印染時，會添加許多原料及副產物，這些添加物會使印染廢水中含有大量極性基團，水溶性增強，導致處理難度加大。
聚合硫酸鐵有比較穩定形態，且水解速度比較緩慢，投加後會以已有形態與膠粒相遇而被吸附，吸附過程要先於水解過程。另外，羥基聚合物在吸附表面上發生水解沉澱，同時發揮電中和及架橋絮凝作用，這些聚合鐵離子有顯著吸附架橋和沉澱網捕作用。因此，與其它鐵鹽、鋁鹽絮凝劑相比，聚合硫酸鐵的絮凝能力更強、絮凝效果更好。對印染行業來說，使用聚合硫酸鐵對廢水進行處理，效果比較好。
對印染廢水脫色、除臭時，投加硫酸亞鐵或聚合硫酸鐵作為廢水脫色劑使用，可以通過其所形成的大量正電荷，對懸浮膠體物質進行脫穩，同時，對水中染料基團的穩定性進行破壞。用聚合硫酸鐵處理非可溶性染料時，可以通過氫氧化鐵等膠體物質通過架橋吸附、網捕沉降作用進行處理。
因此，使用聚合硫酸鐵處理懸浮狀塗料廢水、還原染料廢水的脫色效果好，而對硫化染料及納夫妥染料廢水的脫色也能達到80-90%。使用聚合硫酸鐵對印染廢水處理時，不僅有脫色功效，還有除臭作用。