錳砂濾料過濾水中的鐵錳離子原理是這樣的，地下水中的低價鐵錳離子經過與空氣中的氧氣接住，低價鐵錳變為高價鐵錳離子，因為低價鐵錳是無顏色的，高價鐵錳經過錳砂過濾后得以去除。
錳砂濾料的原理有二種：一種是以所謂濾膜的作用，錳砂表面有一層較強的氧化作用。另一種是錳礦砂本身反鐵催化作用，將水中的二價鐵催化成三價鐵，再把三價鐵千周附著在錳礦砂顆粒表面從而起到除鐵的目的。天然二氧化錳能氧化水中二價鐵為三價鐵使其沉淀除去，使水清凈。二氧化錳被水中的溶解氧氧化成七價錳的氧化物。七價錳再將水中的二價鐵氧化成三價鐵。
地下水除鐵的工藝流程應按原水水質、處理后水質要求決定，國內采用較多的工藝流程是：原水一曝氣一催化氧化過濾。曝氣裝置有多種形式，如跌水、噴淋、射流曝氣、板條式或焦炭曝氣塔等，可根據原水水質和曝氣要求選定。射流曝氣是應用水射器利用高壓水流吸人空氣，將1m3水每去除1mg/L，Fe2+所需空氣量為1L。高壓水一般為壓力濾池的出水回流，將空氣帶人深井泵吸水管中，這種形式構造簡單。適用于小型設備，原水鐵錳含量較低且無需去除CO：以提高pH值時。曝氣塔是應用較廣的重力式曝氣裝置，適用于含鐵量不高于10mg/L時。曝氣塔中填以多層板條或者是1～3層厚度為0.3～0.4m的焦炭或礦渣填料層，填料層的上下凈距在0.6m以上，以便空氣流通。
含鐵錳的水從位于塔頂部的穿孔管噴淋而下，成為水滴或者水膜通過填料層，由于空氣和水接觸時間長，所以效果好。焦炭或礦渣填料常因鐵質沉淀堵塞而須更換，因此在含鐵量較高時，以采用板條式較理想。曝氣塔的水力負荷為5～15m3/(h·m2)。曝氣后產生的三價鐵沉淀，可采用重力式或壓力式多種形式的快濾池。
濾料可采用
石英砂或錳砂等，
石英砂的粒徑范圍為0.5～1.2mm，錳砂為0.6～2.0mm;濾層厚度重力式濾池為700～1000mm，壓力式為1000～15000mm。濾池剛使用時，一般不能使出水含鐵量達到飲用水水質標準，直到濾料表層覆蓋有棕黃色或黃褐色的鐵質氧化物時，除鐵效果才顯現出來。這是由于濾料表面上已形成了氫氧化物膜，由于它的催化氧化作用，在不長的處理時間內即將水的含鐵量降至飲用水標準。無論是
石英砂或錳砂為濾料，都會有這種過程，所需的時間稱為成熟期。根據原水水質，成熟期可以從數周到1月以上，不過石英砂濾料的成熟期稍長，但成熟后的濾料層都會有穩定的除鐵效果。
