פחם פעיל בתעשיית הטיפול במים.

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

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

קיימות צורות שונות של פחם פעיל, כל אחת מציעה מאפייני חומר שונים שהופכים אותו למתאים באופן אידיאלי עבור יישומים ספציפיים. ככזה, היצרנים מציעים מגוון רחב של מוצרי פחם פעיל. בהתאם ליישום, ניתן להשתמש בפחם פעיל בצורת אבקה, גרגירה, שחול או אפילו נוזלית. ניתן להשתמש בו לבד, או בשילוב עם טכנולוגיות שונות, כגון חיטוי UV. מערכות לטיפול במים משתמשות בדרך כלל בפחם פעיל גרגירי או אבקת, כאשר פחם פעיל גרגירי (GAC) מפחם ביטומני הוא הצורה הנפוצה ביותר. קליפת הקוקוס התגלתה כאחת הצורות הטובות ביותר של פחם פעיל לצרכי מערכת סינון מים. פחמים פעילים מבוססי קליפת קוקוס הם מיקרו-נקבוביות. הנקבוביות הקטנות הללו תואמות את גודלן של מולקולות מזהמות במי השתייה ובכך הן יעילות מאוד בלכידתן. אגוזי קוקוס הם משאב מתחדש וזמין לאורך כל השנה. הם גדלים בכמות גדולה וניתן לשמר אותם לאורך זמן.

מים עשויים להכיל מזהמים שעלולים להשפיע על הבריאות ואיכות החיים. מים המיועדים למאכל אדם 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 השתייה הללו.

מים טהורים יכולים להיות מוגדרים כמים נקיים מחומרים זרים בין אם אינם מזיקים ובין אם לא. מנקודת מבט מעשית, עם זאת, קשה לייצר מים טהורים, אפילו עם ציוד מתוחכם עדכני. מצד שני, מים בטוחים הם מים שלא צפויים לגרום לתופעות לא רצויות או שליליות. מים בטוחים עשויים להכיל מזהמים מסוימים, אך מזהמים אלה לא יגרמו לסיכונים או להשפעות בריאותיות שליליות בבני אדם. המזהמים חייבים להיות בטווח מקובל.

לדוגמה, הכלור משמש לחיטוי מים. תהליך זה, לעומת זאת, מכניס trihalomethanes (THMs) לתוך המוצר המוגמר. THMs מהווים סיכונים בריאותיים פוטנציאליים. נראה כי שתייה ארוכת טווח של מים עם כלור מעלה את הסיכון לפתח סרטן שלפוחית ​​השתן ב-80%, לפי מחקר שפורסם בכתב העת של המכון הלאומי לסרטן (St. Paul Dispatch & Pioneer Press, 1987).

ככל שאוכלוסיית העולם תגדל והדרישות לשימוש במים בטוחים יגדלו יותר מאי פעם, יעורר דאגה רבה בעתיד הקרוב שמתקני טיפול במים יהיו יעילים יותר. מצד שני, אספקת המים למשקי בית עדיין מאוימת על ידי מזהמים כמו כימיקלים ומיקרואורגניזמים.
פחם פעיל משמש כמדיום לסינון מים לטיהור מי שתייה במשך שנים רבות. הוא נמצא בשימוש נרחב להסרת מזהמים במים בשל יכולתו הגבוהה לספיחה של תרכובות כאלה, הנובעת משטח הפנים הגדול והנקבוביות שלהן. לפחמן פעיל יש מאפיינים מגוונים של פני השטח ופיזור גודל הנקבוביות, מאפיינים הממלאים תפקיד חשוב בספיחת מזהמים במים.