对于印染和石油化工这类COD.、BOD含量较高的废水，活性炭也可用于二级处理组合系统。在二级生化降解处理工序中，活性炭多用作各种新型高负荷生化反应器的生物膜载体填料，可以富集有机物，提高生化降解速率和最终转化率，还能够提高反应器高负荷水质水量冲击。同时，活性炭作为生物膜载体，还能够形成生物活性炭，极大地延长了活性炭的使用寿命。
        工业废水的深度处理和回用是解决我国缺水问题的一种主要途径。一般情况下，工业废水经过一级物化和二级生化处理即可达标排放，但若需要对处理后的废水进行回用，则需进行三级深度处理。在三级处理工序中，活性炭主要用来吸附脱除水中的残留的难降解有机污染物 (pops，包括杂环、多环化合物及一些长链脂肪烃)，使出水水质达到生产回用的要求，此时活性炭主要起两种作用:一是普通吸附剂;二是生物膜载体，形成生物活性炭。