活性炭是在一定生产工艺条件下对各种炭质材料通过热解作用转换而成。所用材料通常包括木材、煤炭、椰壳或泥炭。通过活化产生的多孔介质具有较大比表面积(500~ 1500m2/g)，对有机物具有较高的亲和力。形态包括粉状(PAC)或颗粒状(GAC)。当炭的吸附能力失去时，可通过一定工艺条件下灼烧去除有机物获得再生。不过，PAC及有些GAC在处置前通常只使用一次。不同的活性炭对不同的污染物具有不同的亲和性。
对PAC和GAC的选择主要看其相对经济性、使用次数和剂量。PAC更多用于季节性或间歇性污染发生时或投加剂量较低时。
PAC制成浆状后投入水中，再在后续工艺中与水厂污泥一起去除。其使用范围因此限于有滤池的地表水处理。在固定床滤池中使用GAC比将PAC投入水中使用更有效，同时处理单位体积原水所需GAC也比达到相同处理效果所需PAC剂量要少。GAC可用于嗅味控制。通常采用固定床形式，或专门针对化学物质新建，或利用现有滤池以相似粒径以GAC替换石英砂。尽管对大多数水厂而言，改造现有滤池比建设新的独立滤池更便宜，但采用现有滤池时通常只允许较短的接触时间，而且也不能轻易再生。因此通常采用在快速重力滤池和最终消毒工艺间新建GAC滤池(有时前置臭氧)。对于大多数地下水源，没有现行滤池，需要增设单独的吸附池。
GAC滤池的使用周期主要依据所用炭的吸附容量、水与炭的接触时间、空床接触时间和处理水量决定。空床接触时间通常为5~30min。GAC对不同的有机化合物吸附容量不同，这对其使用周期有很大影响。其吸附容量可从己发表等温线获得。炭的吸附容量很大程度上依赖原水水质，并可能因背景有机物存在而大幅下降。可能影响化学物质被吸附到活性炭表面的特性包括水溶性及辛醇一水分配系数。通常情况下.具有低溶解度和高对数辛醇一水分配系数的化学物质易被吸附。
活性炭可用于农药和其他有机化学物质、嗅味有机物、藻毒素和总有机碳的去除。
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