مبدأ استخدام الكربون المنشط لتصفية المياه هو الاستفادة من الخصائص المسامية للكربون المنشط لإزالة مادة ضارة واحدة أو أكثر من الماء عن طريق امتصاصها على السطح الصلب. لامتصاص الكربون المنشط تأثير جيد على إزالة المواد العضوية والغرويات والكائنات الحية الدقيقة والكلور المتبقي والروائح وما إلى ذلك من الماء. وفي الوقت نفسه، نظرًا للتأثير المخفض للكربون المنشط، فإن له أيضًا تأثير إزالة جيد على المواد المؤكسدة في الماء.
الطريقة الشائعة الاستخدام لتصفية المياه بالكربون المنشط هي طريقة الكربون المنشط بالأوزون، والتي تُعرف أحيانًا أيضًا باسم الكربون المنشط بيولوجيًا (BAC). آلية إزالة المواد العضوية الخاصة بها هي أولاً امتصاص الكربون المنشط، والذي يسمح بامتصاص المواد العضوية القابلة للامتصاص على الكربون المنشط. بعد ذلك، تحت تأثير درجة الحرارة والمواد المغذية والكائنات الحية الدقيقة وجزيئات الكربون، تتشكل الكتلة الحيوية تدريجيًا في الفلتر، وتتشكل طبقة غير متساوية من البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة على سطح مادة الفلتر. في هذا الوقت، لا يتمتع الكربون المنشط بوظيفة امتصاص المواد العضوية فحسب، بل له أيضًا تأثير التحلل البيولوجي للبكتيريا على المواد العضوية. لإزالة الكربون العضوي المذاب القابل للتحلل، من الضروري استخدام وسائط الترشيح المناسبة ونمو غشاء حيوي على وسائط الترشيح. الكربون المنشط هو ناقل بيولوجي ممتاز يزيل الجزيئات الكبيرة والشوائب من الماء، ويمتص الكربون المنشط مختلف المواد الضارة والشوائب في الماء، وينقي جودة المياه. عندما يكون هناك تركيز معين من الكربون العضوي المذاب القابل للتحلل في المياه الخام، فإنه يمكن أن يتفاعل مع المؤكسدات القوية لزيادة التركيز.
لذلك، غالبًا ما يتم استخدام مرشحات الكربون المنشط مع الأوزون في معالجة المياه. يعمل الأوزون على أكسدة المواد العضوية في المياه الخام إلى مواد عضوية قابلة للتحلل، مع زيادة الأكسجين المذاب في الماء، وكلاهما مفيد لنمو وتكاثر البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى في مرشحات الكربون المنشط للمياه.