由于废水中有机物含量非常高，且废水中的有机物可能以分子和胶体两种形式存在，目前生物处理方法和过硫酸氢钾复合盐，过氧化钙，氧化钙等化学处理相结合能取得较好的效果。大多数废水处理厂采用生物方法，即在大型的废水处理池中利用细菌来消化水中的有机物。然而细菌对于有机物有很大选择性，并且这些物质不会很快被消化，有些甚至不会被消化（称之为难控制有机物)。活性炭可以吸附这些难以在生物系统中被细菌消化的有机物质。活性炭粉末可以应用于生物水处理系统中。活性炭粉末加入曝气池中可以浓缩有机物，使生物群落附着其上并能有效地将有机物转化为生物能或者直接转化为CO2。

由于废水中有机物含量比正常新鲜水中的有机物大几个数量级，采用活性炭处理废水的经济考虑与普通水的处理有很大的不同。活性炭必须能热处理再生。在这样一个系统中，每次再生前，每千克活性炭可以吸附0.9-1.9kg有机物。被吸附的有机物在再生过程中被蒸发并烧掉。在通过每个焚烧炉时，大约损失5%的炭吸附剂。这个过程的耗费可在中试试验中估算。

当炭床用于处理生物系统排出液时，由于生物处理已将有机物含量降至10-20mg/L（以COD表示)，可以安装传统的下流型活性炭过滤器。然而当流入液含有高浓度有机物时，若要产生高质量的流出液，需用活性炭，并且采用逆流操作，使得从活性炭床流出的液体能够与新的活性炭直接接触。以活性炭法移除有机物在工业水处理中非常重要。活性炭还可以移除很多不能被生物降解的有机物，如精炼厂的废水处理等。

特殊的离子交换树脂作为水处理吸附剂已经有了一定的发展。在前述应用中，要避免树脂垢化;装填树脂的装置与离子交换法相同。树脂对温度非常敏感,温度低时，反应速度慢﹔因此，要预测水的最低温度，以选择合适的反应速率。对于有机物含量极高的牛皮纸浆厂,设计了类似的操作单元，以去除废水中的木质素等有机物。

利用铁絮状物或者石灰软化产生的氢氧化镁对二氧化硅进行吸附,需要高浓度的淤泥池以达到较高的处理效能。水处理过程中，水与高浓度淤泥接触最充分的絮凝池，能最有效地降低二氧化硅的含量。

各种各样的吸附工艺中，除了上述讨论过的之外，去除氟化物也是非常重要的。石灰沉淀法很难将氟化物的浓度降到10mg/L以下。进一步降低浓度可采用污泥型混合器中的氧化镁吸附，或者将氟化物通过羟磷灰石的填充柱。