完成生物硝化作用将NH4+-N转化为NO-4;将溶解有机物进行生物氧化，可去除mg/l级浓度的溶解有机碳（DOC）和三卤甲烷形成潜力（THMFP），以及ng/l到μg/l级的有机物，在水中投加少量氧化剂（常用O3）的目的是，水处理设备将溶解和胶体状有机物转化为较易生物降解的有机物，将某些分子量较高的腐植质氧化为分子量较低、易生物降解的物质并成为炭床中微生物的养料来源。
在活性炭床内，有机物吸附在炭粒的表面和小孔隙中，微生物生长在炭粒表面的大孔中，通过细胞酶的作用将某些有机物降解，所以有机物的去除在于吸附和生物降解的双重作用。
