活性炭吸附是去除水中的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的有效措施。自19世纪30年代活性炭开始应用于水处理中，至今已成为国内外最常用的吸附剂。
颗粒活性炭外观为暗黑色，具有良好的吸附性能，其化学性质稳定，耐强酸强碱，耐高温，密度比水小，是一种多孔的疏水性吸附剂。活性炭材料具有各种空隙，可以发挥不同的功能；微孔（直径＜2nm），拥有很大的比表面积，呈现出很强的吸附作用；中孔（直径2~50nm），又叫中间孔，可添载催化剂或化学脱臭药剂；大孔（直径＞50nm），通过微生物及菌类在其中繁殖，可以使无机的炭材料发挥生物物质的功能。
由于活性炭具有多孔、细孔结构和巨大的比表面积，因而对苯、酚类、石油产品等溶解性有机物和色、臭、味、合成洗涤剂等常规处理难以去除的杂质有极强的吸附作用，并且可以脱除水中微量的氯，防止加氯消毒后产生三氯甲烷等有害物质。活性炭处理装置占地少，易于自动控制，运行管理简单，对水量、水质、水温变化适应性强，饱和炭可再生使用，具有广阔的应用前景。
活性炭吸附技术一般用于去除水中的溶解性有机物，对相对分子质量在500~3000的有机物去除效果最好，大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等都能牢固吸附在活性炭表面上或孔隙中，并且腐殖质、合成有机物也能被活性炭吸附去除。实践证明，活性炭可降低总有机碳（TOC）、总有机卤化物（TOX）和总三卤甲烷（TTHM）等指标。但活性炭对有机物的去除也受有机物特性的影响，同样大小的有机物，活性炭对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物具有较强的吸附能力。
在给水处理中活性炭能够除臭、除味、除色度、去除有机氯、去除ABS（烷基苯磺酸钠、合成洗涤剂）等，是除臭除味的最有效方法之一。对于水中的铁、锰及植物分解产物或有机污染而产生的颜色也能十分有效地去除。
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