炼油厂的生产运行的过程需要大量的水，虽然大部分水可循环使用，但是仍会产生废水，其数量约是原油加工量的60%～70%。废水包括游离态含油废水、乳化油废水、冷却水、锅炉排水、含硫废水、含碱废水、含酸废水以及一些特殊化合物废水等。那么可以用聚丙烯酰胺来帮助处理这些废水 ，使之回收再利用。
处理废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体颗粒，可用来降低废水的浊度以及某些重金属和放射性物质的浓度。一般同时采用气浮法和过滤法。例如，为了更好地提高气浮处理效果，在回流加压溶气气浮工艺中向废水中投入聚合氯化铝或者聚丙烯酰胺絮凝剂，使水中难沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳化污染物失稳，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成较大的颗粒或絮状物，从而使得污染物能够更容易下沉或上浮而被去除。