Un filtru de apă cu carbon poate fi orice tip de sistem de purificare a apei care folosește carbon pentru a îndepărta impuritățile. Exemplele comune includ sisteme municipale mari cu cărbune activ granular (GAC), filtre de acvariu „cărbune” și filtre de apă de uz casnic sau de blat, uneori numite filtre de apă potabilă la punctul de utilizare sau menajeră. Filtrele de apă cu carbon folosesc, în general, fie cărbune activ granular, fie blocuri de carbon pentru purificare, ambele eliminând impuritățile printr-un proces numit adsorbție.
Într-un filtru granular de apă cu cărbune activ (GAC), apa se mișcă prin bucăți mici de cărbune activ. Consistența acestui carbon a fost descrisă fie ca nisip negru fin, fie ca zaț de cafea extrem de fin și prezintă o suprafață mare pe care apa poate trece. Impuritățile sunt prinse pe carbon prin adsorbție, rezultând apă mai curată. Filtrele de apă GAC pot suferi uneori de canalizare, în cazul în care apa călătorește printr-o cale specifică care oferă o rezistență redusă și are ca rezultat o purificare redusă, dacă este suprautilizată sau ambalata necorespunzător.
În filtrarea cu bloc de carbon, carbonul este presat într-un singur bloc, de obicei de formă cilindrică. Apa este apoi forțată prin bloc, rezultând purificare. În timp ce filtrele cu bloc de carbon încă folosesc adsorbția pentru a curăța apa, filtrele cu bloc dens de carbon pot chiar bloca fizic trecerea unor agenți microbiologici prin ele – ceva ce filtrele mai puțin dense, cum ar fi GAC-urile, în general, nu îl pot realiza.
Un filtru de apă cu carbon elimină numeroase impurități din apă. Clorul, compușii organici volatili (COV), pesticidele, erbicidele și mercurul sunt ceea ce funcționează cel mai bine aceste filtre. Unele filtre bloc de carbon au fost, de asemenea, proiectate pentru a elimina PCB-urile (bifenili policlorurați), plumbul și azbestul. Argintul este uneori adăugat la filtrele granulare de cărbune activ pentru a oferi proprietăți antimicrobiene. Filtrele de apă cu carbon sunt în general ineficiente în îndepărtarea altor compuși anorganici, radionuclizi și mulți agenți microbiologici.
Pentru ca un filtru de apă cu cărbune să fie eficient, cărbunele activ trebuie schimbat în mod regulat. Deși există modalități industriale de „recuperare” a cărbunelui activ, utilizatorii casnici vor trebui să înlocuiască cărbunele activ în intervalul recomandat – de obicei după ce un anumit număr de galoane au fost purificați. Majoritatea filtrelor de apă cu cărbune de vânzare cu amănuntul folosesc cartușe preambalate pentru a face înlocuirea mai ușoară a cărbunelui, dar pot fi încă găsite filtre granulare cu cărbune activ care permit consumatorilor să manipuleze direct carbonul.
După cum sa menționat anterior, un filtru de apă cu carbon folosește un proces numit adsorbție pentru a purifica apa. În timpul adsorbției, particulele mici sunt îndepărtate din apă sau aer și aderă la suprafața unei alte substanțe. Natura poroasă a carbonului prezintă o suprafață mare care permite acestui proces să funcționeze extrem de bine.