完成生物硝化作用將NH4+-N轉化為NO-4;將溶解有機物進行生物氧化，可去除mg/l級濃度的溶解有機碳（DOC）和三鹵甲烷形成潛力（THMFP），以及ng/l到μg/l級的有機物，在水中投加少量氧化劑（常用O3）的目的是，水處理設備將溶解和膠體狀有機物轉化為較易生物降解的有機物，將某些分子量較高的腐植質氧化為分子量較低、易生物降解的物質并成為炭床中微生物的養料來源。
在活性炭床內，有機物吸附在炭粒的表面和小孔隙中，微生物生長在炭粒表面的大孔中，通過細胞酶的作用將某些有機物降解，所以有機物的去除在于吸附和生物降解的雙重作用。
