预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法除的余氯以防后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有吸附作用，还具有降低COD的作用。可以进一步降低RO进水的SDI值，DI<5，TOC<2.0ppm。
活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒多的微孔和大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧官能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭吸附。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理可使后级设备使用寿命，出水水质好，防污染，防后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氯中毒污染。
影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有：污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。
实际选用时，要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件，确定过滤器形式和活性炭种类。
活性炭过滤器的上下游均应有好的除尘过滤器，其效率规格应不低于F7。上游过滤器防灰尘堵塞活性炭材料；下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。
活性炭过滤器是利用颗粒活性炭进一步去除机械过滤器出水中的残存的余氯、有机物、悬浮物的杂质，为后续的反渗透处理提供良好条件。
活性炭过滤器主要利用含碳量高、分子大、比表面积大的活性炭有机絮凝体对水中杂质进行物理吸附，达水质要求，当水流通过活性炭的孔隙时，悬浮颗粒、有机物等在范德华力的作用下被吸附在活性炭孔隙中；同时，吸附于活性炭表面的氯(次氯酸)在炭表面发生化学反应，被还原成氯子，从而除了氯，出水余氯量小于0.1ppm，满足RO膜的运行条件。时间推移活性炭的孔隙内和颗粒之间的截留物逐渐增加，使滤器的前后压差随之升高，直至失效。在通常情况下，根据过滤器的前后压差，利用逆向水流反洗滤料，使大部分吸附于活性炭孔隙中的截留物剥离并被水流带走，恢复吸附功能;当活性炭达饱和吸附容量失效时，应对活性炭更换，以满足工程要求。
