自古以来就使用木炭形式的碳用于许多应用。在公元前450年的印度文献中，提到了用于处理水的木炭过滤器。烧制木材，骨头和椰子木炭在18和19世纪被糖业用于脱色解决方案（CECEN 2011）。活性炭是以这样的方式制备的材料，即它具有高度的孔隙率和扩展的表面积。

在通过活性炭进行水过滤期间，污染物粘附在这些碳颗粒的表面上或被捕获在活性炭的小孔中（AMIRAULT等人，2003）。这个过程叫做吸附。活性炭过滤器可有效去除饮用水或废水中的某些有机物（如不需要的味道和气味，微污染物），氯，氟或氡。然而，它对微生物污染物，金属，硝酸盐和其他无机污染物无效。活性炭过滤通常用于集中处理厂和家庭层面，用于生产饮用水和用于处理污水的工业。地表处置或地表和地下地下水补给）。

（改编自LEMLEY等人，1995年）

有两种基本类型的水过滤器：颗粒过滤器和吸附/反应过滤器。颗粒过滤器按尺寸排除颗粒，吸附/反应过滤器包含吸附水中污染物或与水中的污染物反应的物质（介质）。吸附活性炭过滤的原理与任何其他吸附材料的原理相同。污染物被吸引并保持（吸附）在碳颗粒的表面上。碳材料的特性（颗粒和孔径，表面积，表面化学等）影响吸附效率。

化学污染物的特性也很重要。水溶性较低的化合物更可能被吸附到固体上。第二个特征是给定污染物与碳表面的亲和力。这种亲和力取决于电荷，并且对于具有较少电荷的分子而言更高。如果水中存在多种化合物，强吸附剂将以比吸附能力弱的吸附剂更多的量附着在碳上。

（改编自DROVAC和SKIPTON 2008）

用于活性炭过滤器的介质通常是石油焦，烟煤，褐煤，木制品，椰子壳或花生壳。碳介质通过使其流动（如水，氩或氮气之类的气体）和通常无氧的高温（800-1000℃）而“活化”。在一些情况下，碳也可以经历酸性洗涤或用化合物涂覆以增强特定污染物的去除。活化产生具有许多孔和高比表面积的碳。然后将其粉碎以生产粒状或粉状碳产品。

（改编自DROVAC和SKIPTON 2008）

活性炭单元通常用于从集中和分散水平的饮用水中去除有机物（气味，微污染物）。在集中的水平上，在将水输送到配水网络之前，它们通常是最后步骤之一的一部分。在分散层面，活性炭过滤装置可以是使用点（POU）或入口点（POE）处理。建议使用POE装置处理氡和挥发性有机化合物，因为这些污染物很容易从淋浴或洗衣机中的水中蒸发，并使用户面临健康危害。POU装置可用于去除铅和氯。POU的结构设备既可以是直列式，也可以是线路旁通式龙头（参见高级过滤器）或浇注式（类似于陶瓷蜡烛，胶体银或生物过滤器的设计）。

活性炭过滤器还可用作废水处理厂的三级处理，以去除市政污水中的微污染物或工业废水中的顽固污染物。

活性炭通常用作预处理，以保护其他水处理单元，例如反渗透膜和离子交换树脂免受氧化或有机污垢可能造成的损坏。臭氧化与活性炭的组合是消除包括微污染物在内的有机物质的非常有效的技术。此外，当与臭氧结合使用时，活性炭过滤器的寿命大大延长，大大降低了操作成本（AEPPLI和DYER-SMITH 1996）。

（改编自AMIRAULT等人2003）

安装成本适中，但需要额外的技术设备。运营成本通常仅限于过滤器更换。根据被除去的污染物的类型和浓度，一些碳过滤器可能需要特殊的危险废物处理和处置，这可能是昂贵的。

（改编自LEMLEY等人，1995年）

碳过滤器相对容易安装和维护，但是至少偶尔需要熟练的劳动力来监控POU和POE设备随时间的移除性能。活性炭过滤器的使用寿命有限。长期使用后，其表面被吸附的污染物饱和，不再进一步净化。因此，根据制造商的说明，必须定期更换过滤材料。更换间隔应根据通过过滤器的平均每日用水量和被除去的污染物量来计算。墨盒处理取决于使用情况。如果已经吸附了非有毒物质，则可以对碳滤芯进行反洗，然后重复使用或丢弃。