由于活性炭具有巨大的表面积以及发达的空隙结构，在吸附脱除水中的污染物的同时，也成为水中微生物的理想栖息场所，因此，目前活性炭被广泛应用于工业污水处理。
在处理工业废水中。活性炭在一级、二级、三级处理工序中均可使用。在废水的一级物化处理工序中，活性炭主要用作絮凝吸附分离剂，用于吸附或协助絮凝一些难生化降解或对微生物有毒害的有机污染物。
在二级生化降解处理工序中，活性炭多用作各种新型高负荷生化反应器的生物膜载体填料，可以富集有机物，提高生化降解速率和转化率，还能够提高反应器高负荷水质水量冲击。同时，活性炭作为生物膜载体，还能够形成生物活性炭，极大地延长了活性炭的使用寿命。
一般情况下。工业废水经过一级物化和二级生化处理即可达标排放，但若需要对处理后的废水进行回用，则需进行三级深度处理。在三级处理工序中，活性炭主要用来吸附脱除水中的残留的难降解有机污染物，使出水质达到生产回用的要求，此时活性炭主要起两种作用:一是普通吸附剂，二是生物膜载体，形成生物活性炭。
目前用于污水处理的活性炭主要有粉状活性炭和颗粒状活性炭，颗粒炭和粉状炭作用相同，但颗拉炭不易流失，容易再生重复使用，适合用于污染较轻、需连续运行的水处理工艺，而粉状炭目前不易回收，一般为一次性使用，用于间歇地污染较重的水处理工艺。
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