活性炭能有效地去除水中的游离氯和某些重金属（如Hg，Sb，Sn，Cr）且不易产生二次污染，常用于家庭用水及饮用水的净化处理工艺中。活性炭在净化给水方面不仅对色、嗅去除效果良好，而且对合成洗涤剂ABS、三卤甲烷（THMs）、卤代烃、游离氯也有较高的吸附能力，也能有效地去除几乎无法分解的氨基甲酸酯类杀虫剂等。主要优点是处理程度高、出水水质稳定。与其他方法配合使用可获得质量很高的出水水质，甚至达到饮用水标准。在净水技术中，一般分为预处理和深度处理技术。
以下简单介绍两种活性炭深度处理技术。
一、氧-活性炭联用深度处理技术
活性炭是一种由大孔、中孔、微孔组成的多孔性物质，对有机物的去除主要靠中孔和微孔的吸附作用。臭氧活性炭联用深度处理技术采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化的方法。其基本原理是在炭层中投加臭氧，使水中的大分子转化为小分子，改变其分子结构形态，提供了有机物进入较小孔隙的可能性，使大孔内活性炭表面的有机物得到氧化分解，从而使活性炭可以充分吸附末被氧化的有机物，达到水质深度净化的目的。当然臭氧活性炭联用技术也有其局限性，如臭氧在破坏一些有机物结构的同时也可能产生一些有毒有害的中间产物。研究结果表明，水源经臭氧2活性炭吸附深度处理，氯化后出水水质可能仍具有致突变性。
二、臭氧-生物活性炭技术
臭氧-生物活性炭工艺是目前世界上公认的去除饮用水中有机污染物最为有效的深度处理方法之一。该工艺是在活性炭吸附的基础上发展起来的，综合了臭氧、活性炭两者的优点。若单独使用臭氧，成本高，且水中可生物同化有机碳（AOC）增加，导致水的生物稳定性变差；单独使用活性炭，其吸附及微生物降解协同作用效果减弱，吸附的饱和周期缩短，为保持水质目标，必须经常再生。臭氧-活性炭联用工艺则有效地克服了以上两者单独采用的局限性，又充分发挥了两者的优点，使水质处理效果大为改善。此外，采用臭氧-活性炭联用工艺还能有效地降低AOC（生物可同化有机碳）值，使出水的生物稳定性大为提高，活性炭上附着的微生物使其能长期保持活性，有效延长活性炭的再生周期。
臭氧-生物活性炭工艺是采用活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒四种技术合为一体的工艺。首先利用臭氧预氧化作用，初步氧化分解水中的有机物及其它还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环，转化成简单的脂肪烃，改变其生化特性。臭氧除了自身能将某些有害有机物氧化变成无害物外，在客观上还可以增加小分子的有机物，使活性炭的吸附功能得到更好的发挥。活性炭能够迅速地吸附水中的溶解性有机物，同时也能富集微生物，使其表面能够生长出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有机物为养料大量生长繁殖好气菌，致使活性炭吸附的小分子有机物充分生物降解。臭氧-生物活性炭工艺能够有效地去除水中的有机物和氨氮，对水中的无机还原性物质、色度、浊度也有很好的去除效果，并且能有效地降低出水致突变活性，保证了饮用水的安全。但该法对污染源水的指标（如氨氮含量）及原处理工艺（如预氯化）部分有一定的要求。