活性氧化铝物理性能好、强度高、无毒、无味，320m2/g左右的比表面积使活性氧化铝有很大的接触面积，从而有很好的离子交换能力，0.4cm3/g以上的孔容使其有很高的吸附容量，因为其本身易再生，寿命长，成本相对便宜，在各种除氟方法中，是一种行之有效、经济实用的方法。活性氧化铝除去氟离子分为两个作用，吸附作用和离子交换作用。
一、活性氧化铝的吸附原理
活性氧化铝除氟剂本来就是一种吸附材料，高比表面积和高孔容是吸附材料的基本特征，活性氧化铝具有一定的吸附杂质的作用，活性氧化铝对于小于自身孔径的分子，都具有一定的吸附能力。水中氟主要以离子状态存在，在除氟过程主要是从水中去除离子状态的氟，活性氧化铝的吸附作用占很小一部份，最重要的还是活性氧化铝的离子交换能力。
活性氧化铝发生物理吸附和离子交换的化学式：
Al2O3·Al2(SO4)3·XH2O+6F-=Al2O3·2AlF3·XH2O+3SO42-

二、活性氧化铝的离子交换原理
1、生活饮用水中所含的氟主要以离子状态存在，其在水中的溶解度，远大于允许含氟量(1mg /L)。所以，除氟工艺主要是从水中去除离子状态的氟。活性氧化铝是典型的两性化合物，在酸性条件下，活性氧化铝为阴离子交换剂，其对水中阴离子的选择顺序为：OH->PO43->F->SO42- >Cl-。
2、用硫酸铝再生的活性氧化铝，在除氟过程中。但交换出的SO42-离子毫克当量数与去除的F-和HCO3-离子毫克当量数之和大致相等这一事实，这说明活性氧化铝除氟原理主要是离子交换的机理。将活性氧化铝用硫酸铝或硫酸处理，使其转化成R2SO4型，则按照离子交换顺序，水中的F-离子可靠交换势从活性氧化铝的R2SO4中交换出SO42-离子，从而去掉水中的F-离子。
3、 在除氟过程中,水中的阳离子并未同F-离子一起被去除，试验中下式成立：2NaF+R2SO4⇄2RF+Na2SO4。这就说明了用活性氧化铝除氟，其吸附性能是次要的。用活性氧化铝的R2SO4型离子交换剂除氟，

4、活性氧化铝交换饱和以后，用硫酸铝再生。再生过程，是靠再生剂的高浓度战胜选择性，使上述反应式向左进行，从而使活性氧化铝得到再生。也可用1%浓度的NaOH再生，再生后滤层呈碱性，必须进行酸化，使滤层转为酸性，才能去除水中的F-离子。
5、实验证明，将原水pH值调低到5.5左右，为最佳除氟环境。国外除氟装置多将原水pH值调至5.5～6.5之间运行。不但除氟效果好，相应也比较经济。国内为节省酸化过程成本，通常将原水pH值小幅度调低，一般控制在6.5～7.0。