锰砂滤料表面氧化层其作用原理有二种：
  一种是以所谓滤膜的作用，锰砂表面有一层较强的氧化作用。另一种是锰矿砂本身反铁催化作用那么锰砂滤料处理地下水的工作原理是怎样的呢?常用于生活饮用水的除铁、除锰过滤装置，滤水效果非常良好。(注：MnO2≥35%既可除铁，又能除锰，MnO2≤30%)只能用于地下水除铁)。
  我们一般使用分层装料锰砂滤料滤池去除地下水中铁离子的工程，锰砂滤池一般采用分层设计。由于滤池的滤速快，因此堵塞及反冲洗频繁，运行管理不变锰砂滤料主要用于降低水中的铁锰铁和锰总含量，根据我国生活饮用水卫生标准规其铁含量≤0.3㎎/L，锰含量≤0.1㎎/L，首要成份是二氧化锰，含量在35%-45%之间。

水处理用天然锰砂滤料和锰砂承托料筛分方法：称取干燥的滤料样品100g，置于一组试验筛（按筛孔由大至小的顺序从上到下套在一起）的上一只筛上，底盘放在下部。然后盖上顶盖，在行程140mm、频率150次/min的振荡机上振荡20min，以每分钟内通过筛的样品质量小于样品总质量的0.1%作为筛分终点。然后称出每只筛上截留的滤料质量，以筛的孔径为横坐标，以通过该筛孔样品的百分数为纵坐标绘制筛分曲线。根据筛分曲线评定天然锰砂滤料的粒径是否符合要求，或确定滤料的有效粒径和不均匀系数。

锰砂滤料在我国的发展历史，建国初，除铁主要是自然氧化法，曝气反应沉淀加砂滤；该工艺复杂，设备大，停留时间长（2～3h），且效果不稳定。20世纪50年代，哈工大将天然锰砂滤料用作滤料，发现其对二价铁氧化有催化作用；水曝气后进入滤池，就能获得良好效果，简化流程，停留时间短至0.5h，降低投资，成为一项先进技术并迅速推广。
  经典理论认为催化剂是锰砂滤料中二氧化锰，但实践发现覆盖铁质的旧锰砂比新锰砂活性强；对此反复试验，证实锰砂滤料表面覆盖的铁质薄膜有催化作用，即催化剂是铁质活性滤膜而非二氧化锰，进而提出铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺。这是重要创新；按该原理，锰砂只是载体。新滤料表面没有铁质活性滤膜，除铁效果不佳。为加快滤膜生成，投产初可采用培养滤膜的措施：低滤速，

低反洗强度和较长的反洗周期，或投加成熟滤料接种；或投加二价铁盐和调节pH等，即人造锈砂技术。除铁技术发展表明，社会需求是科技发展推动力，实践则是创新源泉；在实践中不断创新，使曝气铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺走向成熟。
  二、我国地下水除锰技术的发展化学氧化是应用早的除锰法，但建国初限于其成本，只在少数情况下使用。
  1958年，在哈尔滨按自然氧化法建成一个除铁除锰水厂，投产后除铁较好，但除锰不佳，一年后具有优异除锰能力；进而发现锰砂滤料表面生成了黑色活性滤膜，对二价锰氧化有催化作用，使二

价锰能在中性pH被去除；这是重要发现。活性滤膜的成分以锰的氧化物为主，称为锰质活性滤膜。
  1978年，在哈尔滨以天然锰砂滤料为滤料建成一水厂，投产后在滤料成熟前依靠锰砂吸附除锰，成熟后则为接触氧化除锰。水厂投产后，出水含锰量始终达标。1981年，刘超等在吉林九台，对高铁锰地下水进行大规模中试，采用了多种处理工艺，使用了多种滤料，在获得良好除铁锰效果的工艺中，除锰滤料上都自然生成了锰质活性滤膜。
  此外，多座除锰水厂也都观察到滤料表面自然生成锰质活性滤膜。基于大量生产和试验，提出了曝气锰质活性滤膜接触氧化除锰工艺。近年来，人们对锰质活性滤膜除锰机理的认识不断深化。

一、锰砂滤料除铁除锰工艺原理;目前水处理除铁除锰的主要方法;除去水中铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法，除锰一般采用接触氧化法，曝气氧化法除铁系指原水经曝气后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe2+全部或大部分氧化为Fe3+，进入滤池过滤;接触氧化法除铁(除锰)系指原水经曝气溶氧后未经完全氧化很快进入滤池，滤料经过一定的成熟期后在其表面形成铁质(或锰质)活性滤膜，利用活性滤膜的催化作用进行除铁(除锰)。
  (1)锰砂滤料铁锰共存时，原水含铁量低于2.0～5.0mg/L(由于水质的不同，北方可采用2.0、南方可采用5.0)、含锰量低于1.5mg/L，单级过滤一般可同时去除铁和锰，当水中铁锰含量超过上述值

时，铁将明显干扰除锰，应采取先除铁后除锰的工艺，并严格控制一级除铁效果。
  (2)、铁、锰超标的地下水水质千差万别，因此除铁、除锰工艺流程的选择，应掌握较详细的原水水质资料，有条件的应进行除铁除锰试验，无条件试验时应参照原水水质相似水厂的经验进行选择。
  二、曝器装置：曝气是地下水除铁除锰的重要环节，原水水质不同，采用的工艺不同，曝气程度的要求也不同;曝气的方法有多种，各种曝气装置的复杂程度、运行成本、管理的难易程度、曝气效果均有差异，因此本条规定曝气装置应根据原水水质、曝气程度的要求，通过技术经济比较选定（天然锰砂滤料）。