活性炭通常用于去除水中的有機成分和殘留消毒劑

  活性炭通常用于去除水中的有機成分和殘留消毒劑。這不僅可以改善口味，最大限度地減少健康危害; 它可以保護其他水處理裝置，如反滲透膜和離子交換樹脂，免受因氧化或有機污染造成的損害。活性炭是一種有利的水處理技術，因為它具有多功能性質，并且對添加的處理水沒有任何不利影響。大多數活性炭由原料如堅果殼，木材，煤和石油制成。活性炭的平均比表面積約為1000平方米/克(平方米/克)。然而，不同的原料產生不同類型的硬度，密度，孔徑和粒徑，表面積，可萃取物，灰分和pH值的活性炭。這些特性的差異使得某些活性炭在其他應用中優于其他活性炭。
       分子量增加時，活性炭吸附更有效，因為分子易溶于水。然而，碳的孔結構必須足夠大以允許分子在其內遷移。高分子量分子和低分子量分子的混合物應設計用于去除更困難的物質。大多數有機物在較低的pH下較不易溶，更容易吸附。隨著pH值的增加，去除率降低。一個經驗法則是，對于高于中性(7.0)的每個pH單位，碳床的尺寸增加20%。
       污染物濃度越高，活性炭的去除能力越強。污染物分子更容易擴散到孔中并被吸附。然而，隨著濃度的增加，流出物的泄漏也會增加。污染物的上限是百萬分之幾。較高的污染物濃度可能需要與活性炭的更多接觸時間。此外，通過在水中存在硬度來增強有機物的去除，因此，只要有可能，將活性炭單元置于離子去除單元的上游。這通常是這種情況，因為活性炭通常用于離子交換的上游或膜以去除氯。
       較高的水溫會降低溶液粘度，并可增加模頭擴散速率，從而增加吸附。更高的溫度也會破壞吸附鍵并稍微降低吸附。這取決于去除的有機化合物，但通常較低的溫度似乎有利于吸附。
       公共用水中的有機物質來自腐爛的動植物生命，隨著時間的推移，其變得更易溶于水，并且作為大的高分子量有機酸(非極性弱酸)存在。最終形成不同大小的分子量較小的酸。
       活性炭的吸附性質用于去除有機物。通常，發生吸附是因為所有分子都發揮作用以彼此粘附。活性炭吸附有機材料，因為碳表面(非極性)和污染物(非極性)之間的吸引力比保持溶解在水中的污染物(極性)的力更強。除非有機分子靠近碳的表面，否則吸附力很弱，不能發生。由于其大小和孔結構，在活性炭表面微孔中發生吸附。降低溶解度和/或增加孔隙可以使活性炭過濾器的性能增加。