פחם פעיל בתעשיית טיהור המים.

המבנה הייחודי והנקבובי ושטח הפנים העצום של הפחם הפעיל, בשילוב עם כוחות משיכה, מאפשרים לפחם פעיל ללכוד ולהחזיק סוגים שונים של חומרים על פני השטח שלו. פחם פעיל מגיע בצורות ובסוגים רבים. הוא מיוצר על ידי עיבוד של חומר פחמני, לרוב פחם, עץ או קליפות קוקוס, בסביבה בטמפרטורה גבוהה (כגון כבשן סיבובי[5]) על מנת להפעיל את הפחם וליצור את מבנה הפנים הנקבובי ביותר.

פחם פעיל הוא אחד המוצרים הנפוצים ביותר בתעשיית טיהור המים. הוא נקבובי ביותר עם שטח פנים גדול, מה שהופך אותו לחומר סופג יעיל. פחם פעיל שייך לקבוצת חומרי פחמן נקבוביים בעלי יכולת ספיחה ויכולת הפעלה מחדש גבוהה. חומרים רבים משמשים כחומר בסיס לייצור מזגן. הנפוצים ביותר מבין אלה המשמשים לטיהור מים הם קליפות קוקוס, עץ, פחם אנתרציט וכבול.

קיימות צורות שונות של פחם פעיל, כל אחת מציעה מאפייני חומר שונים שהופכים אותה למתאים באופן אידיאלי ליישומים ספציפיים. ככאלה, יצרנים מציעים מגוון רחב של מוצרי פחם פעיל. בהתאם ליישום, ניתן להשתמש בפחם פעיל בצורה אבקה, גרגירית, אקסטרודית או אפילו נוזלית. ניתן להשתמש בו לבד, או בשילוב עם טכנולוגיות שונות, כגון חיטוי UV. מערכות טיפול במים משתמשות בדרך כלל בפחם פעיל גרגירי או אבקתי, כאשר פחם פעיל גרגירי (GAC) מפחם ביטומני הוא הצורה הנפוצה ביותר. קליפות קוקוס התגלו כאחת הצורות הטובות ביותר של פחם פעיל לצורכי מערכת סינון מים. פחם פעיל מבוסס קליפות קוקוס הוא מיקרו-נקבוביות. נקבוביות קטנות אלה תואמות את גודלן של מולקולות מזהמות במי שתייה ולכן הן יעילות מאוד בלכידתן. קוקוסים הם משאב מתחדש וזמינים בקלות לאורך כל השנה. הם גדלים במספרים גדולים וניתן לשמר אותם לאורך זמן.

מים עלולים להכיל מזהמים אשר עלולים להשפיע על הבריאות ואיכות החיים. מים המיועדים לצריכה אנושית חייבים להיות נקיים מאורגניזמים ומריכוזים של חומרים כימיים העלולים להיות מסוכנים לבריאות. המים שאנו שותים מדי יום חייבים להיות נקיים מכל זיהום. ישנם שני סוגים של מי שתייה: מים טהורים ומים בטוחים. חשוב להבחין בין שני סוגי מי שתייה אלה.

מים טהורים יכולים להיות מוגדרים כמים נטולי חומרים חיצוניים, בין אם אינם מזיקים ובין אם לאו. מבחינה מעשית, קשה לייצר מים טהורים, אפילו עם ציוד מתוחכם של ימינו. מצד שני, מים בטוחים הם מים שאינם צפויים לגרום לתופעות לוואי לא רצויות או שליליות. מים בטוחים עשויים להכיל מזהמים מסוימים, אך מזהמים אלה לא יגרמו לסיכונים או להשפעות בריאותיות שליליות על בני אדם. המזהמים חייבים להיות בטווח מקובל.

לדוגמה, כלור משמש לחיטוי מים. תהליך זה, לעומת זאת, מכניס טריהלומתאנים (THM) למוצר המוגמר. THM מהווים סיכונים בריאותיים פוטנציאליים. שתייה ארוכת טווח של מים עם כלור מעלה ככל הנראה את הסיכון לפתח סרטן שלפוחית ​​השתן עד 80 אחוז, על פי מחקר שפורסם בכתב העת של המכון הלאומי לסרטן (St. Paul Dispatch & Pioneer Press, 1987).

ככל שאוכלוסיית העולם גדלה והדרישה לשימוש במים בטוחים גוברת יותר מאי פעם, בעתיד הקרוב תהיה דאגה רבה לגבי יעילותם של מתקני טיהור מים. מצד שני, אספקת המים למשקי בית עדיין מאוימת על ידי מזהמים כמו כימיקלים ומיקרואורגניזמים.
פחם פעיל משמש כמדיום לסינון מים לטיהור מי שתייה מזה שנים רבות. הוא נמצא בשימוש נרחב להסרת מזהמים במים בשל יכולתו הגבוהה לספיחה של תרכובות כאלה, הנובעת משטח הפנים הגדול שלהם ונקבוביותם. לפחם פעיל מאפייני פני שטח מגוונים ופיזור גודל נקבוביות, מאפיינים הממלאים תפקיד חשוב בספיחת מזהמים במים.