預處理系統中，活性炭過濾器能夠吸附前級過濾中無法除的余氯以防后級反滲透膜受其氧化降解，同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有吸附作用，還具有降低COD的作用。可以進一步降低RO進水的SDI值，DI<5，TOC<2.0ppm。

活性炭過濾器的工作是通過炭床來完成的。組成炭床的活性炭顆粒多的微孔和大的比表面積，具有很強的物理吸附能力。水通過炭床，水中有機污染物被活性炭吸附。此外活性炭表面非結晶部分上有一些含氧官能團，使通過炭床的水中之有機污染物被活性炭吸附。活性炭過濾器是一種較常用的水處理設備，作為水處理脫鹽系統前處理可使后級設備使用壽命，出水水質好，防污染，防后級反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態余氯中毒污染。

影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有：污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時間、空氣的溫度和濕度。

實際選用時，要根據污染物種類、濃度和處理風量等條件，確定過濾器形式和活性炭種類。

活性炭過濾器的上下游均應有好的除塵過濾器，其效率規格應不低于F7。上游過濾器防灰塵堵塞活性炭材料；下游過濾器攔住活性炭本身的發塵。

活性炭過濾器是利用顆粒活性炭進一步去除機械過濾器出水中的殘存的余氯、有機物、懸浮物的雜質，為后續的反滲透處理提供良好條件。

活性炭過濾器主要利用含碳量高、分子大、比表面積大的活性炭有機絮凝體對水中雜質進行物理吸附，達水質要求，當水流通過活性炭的孔隙時，懸浮顆粒、有機物等在范德華力的作用下被吸附在活性炭孔隙中；同時，吸附于活性炭表面的氯(次氯酸)在炭表面發生化學反應，被還原成氯子，從而除了氯，出水余氯量小于0.1ppm，滿足RO膜的運行條件。時間推移活性炭的孔隙內和顆粒之間的截留物逐漸增加，使濾器的前后壓差隨之升高，直至失效。在通常情況下，根據過濾器的前后壓差，利用逆向水流反洗濾料，使大部分吸附于活性炭孔隙中的截留物剝離并被水流帶走，恢復吸附功能;當活性炭達飽和吸附容量失效時，應對活性炭更換，以滿足工程要求。