水处理是活性炭应用广，潜力最大的部门。饮用水的质量直接关系人体健康；排水及废水处理与否对地球水环境有重大影响。发达国家活性炭用量的50%以上与水处理有关；我对水质重视程度也逐渐增加。
  （1）处理上水（自来水）：上水用活性炭处理的目的是提高水质，除去臭气、臭味、腐殖质、油类、农药、洗涤剂等对人体有害的物质。
  （2）处理生产用水：活性炭在处理各种生产用水中获得广泛应用。如在酿造业、清凉饮料业及制冰业，使用活性炭除去地下水中的颜色、臭味、胶体物质、洗涤剂、农药及其他有机物质，或者除去自来水中的游离氯气、臭味等；电力、化学等工业部门用活性炭处理锅炉用水及锅炉回流水的脱油；医药工业用活性炭除去水中的致热源；电子工业使用活性炭制取超纯水；海运业使用活性炭制造饮用水；水族馆中用活性炭除去自来水中的氯气等。此外，活性炭还用于保护离子交换树脂，净化工厂的循环用水等。
  （3）处理生产废水：各种生产过程中排出的废水，含有不同的杂质，但比较单纯，易于进行处理。因此，应该处理以后再排放或者循环使用。
  （4）处理下水（污水）：下水是各种废水汇集成的污水，成分极其复杂。进行处理时，通常将凝聚沉淀法（物理法）、活性炭泥法（生物法）与活性炭吸附法配合使用，以提高处理效果，降低处理成本。活性炭处理通常和生物法配合使用，或置于其后作为终级处理。经过处理，可以除去颜色、农药、洗涤剂、臭味，以及BOD、COD、TOC等杂质，作为工农业用水而再次利用或排放。