生物活性炭对水中有机物有较好的吸附性能，可以促进有机物在炭表面集中，减缓高冲击负荷的压力，提高微生物的降解速率，有效地去除有机污染物。活性炭对溶解氧的吸附，可保持微生物的活性，促进微生物对有机物的降解，提高活性炭的吸附容量，大大延长活性炭的使用周期，起到对活性炭的生物再生作用。
生物活性炭法处理有机废水时，不仅运行稳定、去除率高，同时可去除活性炭和微生物单独作用时不能去除的污染物。
目前，生物活性炭技术已经在饮用水、工业燃料废水、生活污水的处理中得到了广泛的应用研究。我国上海杨树浦水厂采用的生物活性炭技术处理水的效果较好，各项水质指标均达到国际先进水平；
经实验研究，采用人工固定化生物活性炭技术处理含油废水，去油率可达到80%-95%之间，COD平均去除率达53%。去除效果明显好于颗粒活性炭和传统的二级气浮工艺。
利用生物活性炭反应器处理垃圾填埋厂的渗滤液，不仅降低了对曝气的要求，而且更好地控制了硝化过程，达到了有效脱氮的效果。
研究结果表明，微生物和活性炭的协同作用，使得其对于生活污水中的非离子合成表面活性剂的去除非常有效。
有人用颗粒活性炭和生物活性炭柱分别处理废水中的PCBs，初始浓度为175μg/L，经过处理可分别达到62%和99%，生物活性炭处理效果明显好于活性炭。
生物活性炭处理苯酚废水时，可借助于活性炭的吸附和微生物的降解作用。国内外已经报道了相关的实验研究和机理分析。
有人研究了好氧生物活性炭处理苯酚类物质的效果和特点，生物活性炭对苯酚的去除率可达到99%，炭柱实验连续运行260天，可保持较强的稳定性。
也有人研究了生物活性炭吸附法处理污水中的苯酚，研究表明，活性炭吸附与生物相结合能有效地去除废水中的苯酚，利用微生物的生物降解可以很好地解决活性炭的再生问题。
生物活性炭技术中对有机物的去除可归纳为吸附去除与生物降解两种作用，去除途径取决于有机物的可吸附性与可生物降解性。根据有机物的吸附性与生物降解性，苯酚属于可吸附、可生物降解有机物，可通过强化生物活性，提高微生物活动，可减小炭柱的吸附负荷，延长炭柱的使用寿命。
生物活性炭处理苯酚主要借助于活性炭的吸附和生物的降解协同作用，将苯酚稳定有效地去除。被活性炭的强大吸附作用吸附在孔隙中的苯酚，终被同样吸附、聚集在活性炭表面和大孔内的生物降解为CO2物质。
生物活性炭法处理苯酚的过程，涉及活性炭、微生物、水中的苯酚及溶解氧四个因素在水中的相互作用。
在我国随着水污染日趋严重，生物活性炭技术的研究与应用得到了不断的深入和发展。很多公司和单位都采用该法，并达到了预期的目的。如上海自来水公司、宝钢集团、广州石油化工总厂炼油厂、大庆石化总厂、北京燕山石化总厂等。
1997年宝钢集团兴建10500m3/天的生活污水处理工程，采用SBR-生物活性炭工艺分别在各厂区陆续建成十多套800m3/天的综合污水处理及再生装置。该处理流程具有高的去除率，COD去除率大于85%，BOD去除率大于95%，SS去除率大于95%，处理出水达到中水标准；系统剩余污泥量少，不设置污泥处理设施，定期(一年以上)清理；基本无人操作，设备简单，占地面积小。
北京石油化工工程公司设计了两个水厂生活饮用水深度处理装置，采用臭氧生物活性炭处理工艺，规模为1500m3，设计水质指标为处理前COD4-6mg/L，浊度3-7NTU，处理后，COD＜2.5mg/L，浊度＜1NTU。实践证明，生物活性炭在污水处理中的应用也是好的。