由于有些地面水源水質(zhì)變差和飲用水水質(zhì)的要求提高，在常規(guī)的水處理基礎(chǔ)上，自來水廠的處理工藝都向深度處理發(fā)展，活性炭因其強(qiáng)吸附性能而應(yīng)用于自來水的深度處理，很多國家的水廠都采用了此項工藝。
20世紀(jì)60年代以前，臭氧氧化法被當(dāng)作與加氯消毒相應(yīng)的一種消毒方法。后來發(fā)現(xiàn)在水廠采用氯消毒時，會造成氯與水中有機(jī)物形成三氯甲烷的危害。然而研究表明，用臭氧氧化法時，當(dāng)臭氧量不足會產(chǎn)生對人體有害的誘變劑和致癌物。
國際上較普遍采用臭氧技術(shù)，廣泛應(yīng)用此技術(shù)的當(dāng)屬法國。投加臭氧的位置有兩種，一種是在濾池之后，主要作消毒劑使用；另一種是在原水中投加一次，在普通濾池之后、活性炭濾池之前再加一次。一次投加作為消毒劑用，二次投加起生物活性炭的作用。
我國有些水廠開始應(yīng)用臭氧與活性炭濾池聯(lián)合使用的生物活性炭法。實踐表明，有如下作用：能去除水中溶解的有機(jī)物；能降低UV的吸收值，降低水中總有機(jī)碳（total organic carbon，TOC）、化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）及氯的含量；能降低進(jìn)水中三鹵甲烷前體；對色度、鐵、錳、酚有去除效果；能使致突變實驗（Ames）試驗為陽性的水分顯陰性。
顯然，生物活性炭法是當(dāng)前去除水中有機(jī)物的方法中較為有效的一種深度處理方法，但此法的應(yīng)用因其耗電量較大等缺點而受到限制。
活性炭用于去除致臭物質(zhì)，早已有之，而且常常成為較有效的處理方法。1978年美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）曾建議美國的所有城市，當(dāng)供水人口大于75000人時，給水處理系統(tǒng)都須使用顆粒活性炭。美國環(huán)保委員會為了保護(hù)飲水不被苯、甲苯、氯仿等有機(jī)物所污染，曾投資150萬美元建造了兩座活性炭吸附裝置，每個吸附塔一次填裝顆粒活性炭9t，每天可處理飲水100萬加侖（3.78541×106L）。
粉狀活性炭有如下幾種投加方式：可在沉淀以前投加或者隨后在進(jìn)入快濾池之前投加，這兩種投加方式都需要使活性炭有足夠長的接觸時間；也可分別由兩個或更多的投加點投加；也可使用流化床裝置。在較大的裝置中，可用塵埃控制干加系統(tǒng)投加活性炭，也可用水加炭的炭漿投加，投加量控制在5-50mg/L之間。
粉狀活性炭的使用通常是一次性的，雖然粉炭便宜，但消耗大，應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保問題，也有必要回收利用。例如：有一種氧化法能成功地將活性污泥/粉狀活性炭的糊狀物予以再生。
粒炭的使用日漸增多，其再生損耗不超過5%。但也有使用強(qiáng)度差、便宜的粒炭，用過的廢炭有可能重新加工成為粉炭。粒炭以裝在凈化工序之后為佳，其好處是：一些有機(jī)物質(zhì)已由混凝和沉淀（澄清）工藝去除，既減輕了活性炭的負(fù)擔(dān)，又延長了操作壽命；降低了活性炭被顆粒狀雜質(zhì)和混凝劑絮體的堵塞程度。