Al igual que con la antracita, el despliegue de GAC como filtro de preósmosis es común. A menudo, estos se usan uno junto al otro para proporcionar la filtración más completa posible, lo que resulta ventajoso para proteger aún más el filtro, práctico porque tanto GAC como antracita son materiales altamente resistentes. Tal ejemplo de usarlos juntos es donde la eficiencia general del sistema fue mejorada por el GAC eliminando efectivamente los materiales orgánicos disueltos (hasta en un 70%) y cTEP (hasta en un 90%) con mejoras generales de eficiencia provenientes de una disminución limitada de la permeabilidad(3). Cuando se usa como parte de una configuración de ultrafiltración, las ganancias de eficiencia son aún mayores.

Para la eliminación de residuos bacterianos, GAC y antracita se han utilizado en un estudio de la competencia. Se encontró que ambos son altamente efectivos como pretratamiento para la desalinización de agua de mar en los casos en que el agua de mar era rica en bacterias. En una columna de lecho fijo instalada con una profundidad de lecho de 1 m, ambos fueron igual de efectivos, pero la antracita tendía a permitir una mayor aglomeración bacteriana en la parte superior del lecho filtrante(4). De hecho, el uso de GAC como parte del sistema de filtración por premembrana ha sido considerado durante mucho tiempo efectivo contra materiales biológicos(5).

Una de las principales ventajas de GAC como filtro de premembrana es su capacidad para reducir la dosis requerida de floculantes. GAC es capaz de eliminar más del 70% de los compuestos de bajo peso molecular, tanto neutros como ácidos, lo que reduce el bioensuciamiento de la membrana. En los sistemas convencionales, normalmente se requiere una dosis de cloruro férrico y sulfato poliférrico (3 y 2 mg ^L-1 respectivamente) para garantizar la eliminación de residuos orgánicos mediante floculación. El uso de GAC como filtro reduce significativamente la cantidad de cloruro férrico y sulfato hasta alrededor de 1 mg ^L-1 consistentemente, reduciendo el costo y la complejidad(6).

La actividad microbiana en el biofiltro GAC no es una preocupación. El GAC reduce la cantidad de bioincrustantes a través de la adsorción y biodegradación, siendo deseable tener material biológico en el filtro, ya que puede causar la degradación de otras moléculas contaminantes(7). Los biofiltros GAC resultan consistentemente en la reducción de la concentración de partículas de exopolímero transparentes y carbono orgánico asimilable.

Incluso el agua de mar contaminada con petróleo es tratable con GAC. Naturalmente, es más difícil y los grandes despliegues deberían considerar el uso de otros materiales para eliminar el petróleo adicionalmente, pero la investigación ha demostrado que la filtración GAC puede eliminar hasta el 98% del carbono orgánico disuelto del agua de mar contaminada con petróleo erosionado (8). Esto representa una mejora impresionante sobre lo que es posible con la floculación de cloruro de hierro sola, que solo pudo eliminar una cuarta parte del carbono orgánico disuelto.

En general, se puede decir sin lugar a dudas que GAC es una vía efectiva de tratamiento de filtro de membrana de ósmosis inversa que garantiza una eliminación adecuada a excelente de compuestos orgánicos disueltos, bacterias y otros, para proteger la membrana.

Otro método de desionización es la desionización capacitiva de membrana, que utiliza una configuración similar a la electrólisis para desionizar líquidos a pequeña escala. Si bien gran parte del enfoque se centra en las identidades de los electrodos en sí, la identidad del material que los separa no lo es. Los materiales comunes son fibras de acero inoxidable y papel de filtro. GAC supera a estos por un amplio margen en desalinización. El GAC es capaz de desalinizar a razón de 513,4 mg L-1 h-1^{, siendo observados valores de 374,1 y 297,9 mg L-1 h-1 para los materiales tradicionales respectivamente(9).}