El carbón activo a menudo se utiliza para extraer componentes no biodegradables recalcitrantes de aguas residuales. La capacidad de adsorción del carbón activo respecto a ciertas moléculas tales como el fenol es mayor cuando el agua que se debe tratar contiene grandes concentraciones de oxígeno. De hecho, el oxígeno disuelto genera la oxidación química de las moléculas adsorbidas, lo que implica una mayor adsorción. El carbón activo desempeña entonces el papel de catalizador.
Añadiendo oxígeno, se estimula el crecimiento de bacterias en el agua. Las bacterias reducen la contaminación en las aguas residuales. Las moléculas que ordinariamente son difícilmente biodegradables, en primer lugar se adsorben por el carbón. De esta forma, el proceso de biodegradación se hace más lento. El proceso PACT (añadir carbón activo en polvo a una purificación de agua biológica clásica) es una aplicación similar.
El carbón activo es un soporte excelente para bacterias. Las bacterias forman una capa biológica en el carbón activo. Eso puede conllevar efectos negativos: el filtro puede obstruirse si el crecimiento de bacterias es excesivo. La presencia de bacterias anaerobias puede generar sulfuros que causan a su vez un olor y un color no deseados. Pero, teniendo en cuenta la contaminación presente y la DQO, se puede influir en el crecimiento de bacterias de tal forma que el resultado se hace positivo.