Assim como com a antracite, a implantação do GAC como filtro pré-osmose é comum. Muitas vezes estes são usados ao lado uns dos outros para fornecer a filtração mais abrangente possível - vantajoso para proteger ainda mais o filtro, prático porque tanto GAC como antracite são materiais altamente resistentes. Este exemplo da sua utilização em conjunto é onde a eficiência global do sistema foi melhorada pelo GAC, removendo efetivamente os materiais orgânicos dissolvidos (até 70%) e o cTEP (até 90%) com melhorias globais da eficiência provenientes de um declínio limitado da permeabilidade(3). Quando usado como parte de uma configuração de ultrafiltração, os ganhos de eficiência são ainda maiores.

Para a remoção de resíduos bacterianos, GAC e antracite foram utilizados num estudo concorrente. Verificou-se que ambos são altamente eficazes como pré-tratamento para a dessalinização da água do mar nos casos em que a água do mar era rica em bactérias. Numa coluna fixa de cama montada com uma profundidade de cama de 1 m, ambas eram tão eficazes, mas a antracite tendia a permitir uma aglomeração mais bacteriana no topo do leito do filtro(4). De facto, a utilização do GAC como parte do sistema de filtração pré-membrana foi há muito considerada eficaz contra materiais biológicos(5).

Uma das principais vantagens para o GAC como filtro pré-membrana é a sua capacidade de reduzir a dose necessária de flocculantes. O GAC é capaz de remover mais de 70% dos compostos de baixo peso molecular - neutros e ácidos - o que reduz a biofouling da membrana. Nos sistemas convencionais, é normalmente necessária uma dose de cloreto ferrídico e sulfato poli-árrico (3 e 2 mg ^L-1 ) para garantir a remoção dos resíduos orgânicos através da floculação. A utilização do GAC como filtro reduz significativamente a quantidade de cloreto e sulfatos áridas para cerca de 1 mg ^{de L-1} de forma consistente - reduzindo o custo e a complexidade(6).

A atividade microbiana no biofiltro GAC não é uma preocupação. O GAC reduz a quantidade de biofoulants através da adsorção e da biodegradação, sendo o material biológico desejável ter no filtro, uma vez que estes podem causar a degradação de outras moléculas poluentes(7). Os biofiltros GAC resultam consistentemente na redução da concentração de partículas exopolímeras transparentes e de carbono orgânico assimilável.

Até a água do mar contaminada com óleo é tratável com GAC. Naturalmente, é mais difícil e as grandes implementações devem considerar a utilização de outros materiais para remover o óleo, mas a investigação demonstrou que a filtragem do GAC pode remover até 98% do carbono orgânico dissolvido da água do mar contaminada com óleo contaminado(8). Isto representa um aumento impressionante sobre o que é possível apenas com a floculação de cloreto de ferro, que só foi capaz de remover um quarto de carbono orgânico dissolvido.

No geral, pode dizer-se, sem dúvida, que o GAC é uma via eficaz de tratamento do filtro da membrana da osmose pré-reversa que garante uma remoção adequada de compostos orgânicos dissolvidos, bactérias e outros, de forma a proteger a membrana.

Outro método de desionização é a desionização capacitiva da membrana, que utiliza uma configuração semelhante à eletrólise para desionizar líquidos em pequenas escalas. Embora muito foco esteja centrado nas identidades dos próprios elétrodos, a identidade do material que os separa não é. Os materiais comuns são fibras de aço inoxidável e papel de filtro. O GAC supera-os por uma grande margem de dessalinização. O GAC é capaz de dessalinizar a uma taxa de 513,4 mg ^{L-1 h-1}, enquanto valores de 374,1 e 297,9 mg ^{L-1 h-1} foram observados para os materiais tradicionais respectivamente(9).