A adsorção pelo carvão ativado é um fenômeno predominantemente físico governado por forças de Van der Waals entre a superfície sólida do carbono e as moléculas do soluto. A matriz carbonosa é classificada conforme a distribuição do tamanho de poros:

• Microporos (raio < 2 nm): Representam a maior fração da área superficial interna e são responsáveis pela retenção de moléculas de baixo peso molecular, como solventes clorados, trialometanos (THMs) e micropoluentes.
• Mesoporos (2 nm a 50 nm): Servem como vias de transporte secundário e retêm moléculas orgânicas intermediárias, substâncias húmicas, cor e compostos aromáticos.
• Macroporos (raio > 50 nm): Atuam como canais de acesso rápido para os fluidos penetrarem no interior do grânulo ou partícula.

O Carvão Ativado Pulverizado (PAC) possui granulometria fina (< 0,18 mm, tipicamente passando 90-95% em malha 325 mesh). É dosado diretamente na água bruta, em canais de mistura rápida, tanques de floculação ou flotadores.

O Carvão Ativado Granular (GAC) possui partículas maiores (dimensões típicas de malha 8x30 mesh, 12x40 mesh ou 0,5 mm a 4 mm). É instalado em leitos fixos ou colunas de adsorção pressurizadas ou gravitacionais.

É a opção ideal para regimes contínuos em Estações de Tratamento de Água (ETA) e Estações de Tratamento de Efluentes (ETE), refinarias, indústrias químicas e despoluição de águas subterrâneas (remediação ambiental).

Tempo de Contato em Leito Vazio (EBCT): O dimensionamento típico para remoção de orgânicos varia de 10 a 30 minutos de EBCT, com taxas de escoamento superficial entre 5 e 15 m³/m²·h.

O Carvão Extrudado (Peletes) é moldado em formato cilíndrico uniforme (diâmetros de 0,8 mm a 4 mm) a partir de pó de carvão mineral aglutinado com piche e termicamente ativado.

Sua alta resistência mecânica à abrasão e baixa perda de carga o tornam muito utilizado no tratamento de emissões gasosas (VOCs), desodorização de estações de tratamento de esgoto (H₂S e mercaptanas) e sistemas especiais de recuperação de solventes.

Ao especificar carvão ativado, os engenheiros devem avaliar parâmetros normalizados (normas AWWA, ASTM e ABNT):

• Número de Iodo (mg/g): Medida da capacidade de adsorção de pequenas moléculas nos microporos (valores padrão variam de 800 a 1.100 mg/g).
• Índice de Azul de Metileno (mg/g): Indica a presença de mesoporos para adsorção de moléculas médias e corantes.
• Teor de Cinzas (%): Mede o resíduo inorgânico. Valores baixos (< 5-8%) garantem maior pureza e menor desprendimento de minerais na fase aquosa.
• Dureza / Resistência à Abrasão (%): Crucial em GAC para evitar geração de finos durante retrolavagens periódicas.