活性炭的吸附能力會隨著使用而下降。當(dāng)出水水質(zhì)超過出水要求時，活性炭吸附器就需要再生或是廢棄掉。活性炭的投資費用和運行費用都非常高，主要是因為再生成本高。飽和炭的再生是吸附應(yīng)用技術(shù)中最難也是最昂貴的部分。再生是在不破壞污染物的情況下將污染物從活性炭上去除。再活化就是破壞污染物并且將炭再活化，其通常在很高的溫度下進(jìn)行。如果用過的活性炭無法再生，或是吸附物質(zhì)對活性炭造成不可逆的污染，則只能將飽和活性炭當(dāng)作固體廢棄物處理掉。隨著活性炭的使用愈發(fā)廣泛，再生工藝也不斷發(fā)展進(jìn)步。常用的再生技術(shù)有熱法再生、化學(xué)再生和電化學(xué)再生。

活性炭通常采用熱法再生。熱法再生通常包括脫水干燥、熱脫吸以及在一定量氧化氣體如水蒸氣、煙氣和氧氣等參與的情況下高溫再活化3個過程。兩種最常用的再生爐型為回轉(zhuǎn)窯和多段爐。5％～10％的活性炭在再生過程中被燒失或在運輸過程中損失，必須用新活性炭補(bǔ)充。再生炭的吸附能力與新活性炭相比略顯不足。反復(fù)再生使炭顆粒能力退化直到最終達(dá)到平衡，并可預(yù)測長期的系統(tǒng)性能。

變壓吸附是常用的氣相炭再生工藝，是指應(yīng)用真空使氣態(tài)污染物從固相上脫吸。另一個常用工藝是利用蒸汽、微波、嵌入式加熱器或熱的惰性氣體使被吸附的污染物揮發(fā)。這些工藝也都稱為熱法再生，當(dāng)吸附質(zhì)是易揮發(fā)有機(jī)化合物且蒸汽壓較低時這些方法更適用。這些污染物隨后凝結(jié)變回液態(tài)。再生過程中，污染物被脫吸，產(chǎn)生廢氣及冷凝液。因此，活性炭再生工藝需考慮廢水處理問題。

活性炭再生（或再活化）在大多數(shù)情況下是應(yīng)用加熱破壞／沖刷系統(tǒng)實現(xiàn)的。在這些條件下，有機(jī)污染物在高溫（通常超過800℃）再生過程中被破壞。再活化過程中的固定碳損失可以控制在3％～15％。濕空氣氧化（WAO）再生是一種液相反應(yīng)，利用水中的溶解氧來氧化廢炭上吸附的污染物。再生在適宜的溫度范圍205～260℃和合適的壓力范圍50～70bar(1bar=0.1MPa)內(nèi)進(jìn)行。工藝將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳以及短鏈有機(jī)酸；被吸附的無機(jī)物如重金屬轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的不可浸出的形式，并與再生炭分離。

GAC的再生也可以采用電化學(xué)方法，這種反應(yīng)器一般為序批式，反應(yīng)器主要由陰極、陽極以及浸沒在電解液中的參比電極組成。另一個物理化學(xué)再生方法為溶劑再生，包括利用NaOH作為再生溶劑，或利用丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)，甚至可使用超臨界二氧化碳。

GAC再生可減少新炭的消耗以及由廢炭造成的固廢處理問題，但也應(yīng)高度重視GAC再生過程中產(chǎn)生的空氣污染等問題。從再生加熱爐系統(tǒng)排出的煙氣可能含有粉塵和揮發(fā)性有機(jī)物。此外，不完全燃燒還可能產(chǎn)生一氧化碳。因此，通常需要再燃裝置等對廢氣進(jìn)行處理。而且，熱法再生也需要消耗大量的能源。

活性炭吸附器必須裝備合適的活性炭處理裝置及廢炭置換裝置。用過的、再生的以及新的活性炭通常是以炭漿形式用泵進(jìn)行水力輸送的。