活性炭吸附法多用于去除生物或物理化學方法不能去除的微量呈溶解狀態的有機物。應用非常廣泛，是非常有前景的水深度處理技術之一。
  　　城市污水及工業廢水中以有機污染物為主，工業廢水中還經常有一些有毒性的有機物，如酚類、苯類、氟化物、農藥等。污水經過二級處理后有些難降解的有機物仍未被去除，如果考慮到污水的再利用問題，就需要進一步進行深度處理。由于活性炭吸附應用范圍廣，對水中絕大多數有機物都有效，包括微生物難以降解的有機物，因此在城市污水和工業廢水三級處理流程中得到了廣泛應用.用活性炭對污水進行深度處理，BOD可降低99%，TOC可降到 1-mg/L。用于處理工業廢水，可回收有用物質，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭,可以回收酚鈉鹽。
　　為了避免活性炭層被懸浮物所堵寒或活性炭表面被膠體污染物所覆蓋使活性炭的吸附功能降低，二級處理水在用活性炭進行處理前，需進行一定程度的預處理。采用的技術主要是過濾和以石灰或鐵鹽為混凝劑的混凝沉淀。