由于活性炭具有巨大的比表面积及发达的孔隙结构，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。在适宜的温度及营养条件下，将其用于水处理，可以同时发挥活性炭吸附和微生物生物降解的双重作用，这种作用被称为生物活性炭。活性炭上面的吸附质能够为微生物提供稳定的生息环境，而微生物的存在也为活性炭提供了生物再生功能，总的效果是将带有穿透现象的不稳定吸附过程转化为准稳态过程。

用于水处理的活性炭包括粉状活性炭和颗粒状活性炭。粉状活性炭一般采用直接投人原水的方式，用于除去季节性产生的稼味等异臭、异味，以及除去表面活性剂、农药等，还可以在发生化学物质污染水源事故的时候作为应急处理措施。使用粉状活性炭进行水处理多为间歇操作，根据水源的不同要注意控制加料比例、混合接触时间以及投料点的选择。使用颗粒活性炭进行水处理，一般采用固定床或移动床进行连续操作，活性炭需定期再生。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。

粉状活性炭在处理水源中突发臭味、工业污染方面有很好的应用.2005年9~11月期间，由于密云水库臭味物质含盆高，北京水务集团第九水厂采用了向摘水管道中投加粉状炭的技术，有效地去除了异味。在松花江受到硝基苯和苯污染期间，哈尔滨市供排水集团在建设部专家组的指导下，利用第九水厂的技术及时处理了水中硝基苯，达到了水质要求。在使用粉状炭时，必须根据所要去除污染物的种类和浓度进行吸附试验，以确定活性炭种类和数量。投加粉状炭之前，应注意先将炭粉制成炭浆定量均匀地加人水中，接触时间越长，除污染效果越好。

目前活性炭在净水中的应用已十分广泛。在美国和日本，饮用水净化活性炭吸附设施非常普遍;发达国家用于水处理的活性炭约占活性炭总用量的40%-50%，美国每年用于水处理的活性炭占美国活性炭生产总量的45%以上。我国北京的上水已全部经过活性炭净化，上海、深圳等城市也正在推行，家庭活性炭净水器应用也开始普及。预计不远的将来，活性炭在我国水处理领域将获得飞跃式发展。

北京水务集团所属的以地表水为水源的自来水厂都设有1.5m深的煤质颗粒活性炭滤池，活性炭滤池为给水处理中的深度处理工艺，可以有效地除去水中色度、异臭异味和溶解的有机污染物，提高供水水质。刚填人活性炭池的新炭主要以物理和化学吸附为主，在使用一定时间后炭表面形成生物膜，则以生物降解作用为主。

国内外大批量生产的水处理用煤质颗粒活性炭从生产工艺总体上主要可分为四种，即原煤破碎活性炭、柱状活性炭、柱状破碎活性炭和压块破碎活性炭，这四种活性炭在我国自来水深度处理中均有应用，其中压块破碎活性炭将是未来水处理用活性炭市场，尤其是中国水处理用活性炭市场的主流产品。给水处理颗粒活性炭一般微孔和中孔发达，应符合三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。