地下水除鐵除錳裝置的工作原理：利用氧化方法將水中低價鐵離子和低價錳離子氧化成高價鐵離子和高價錳離子，再經過吸咐過濾去除，達到降低水中鐵錳含量的目地。濾料采用精制石英砂和精制錳砂。精制錳砂的主要成分是二氧化錳(MnO2)它是二價鐵氧化成三價鐵良好的催化劑。精制錳砂中的MnO2 的含量很高，其除鐵效果非常理想，含鐵錳地下水的PH值大于5.5與精制錳砂接觸即可將Fe2+ 氧化成Fe3+其反應如下：

2Mn2+ +O2 +2H2O=2MnO2 +4H+

4MnO2 +3O2 =2Mn2O7

Mn2O7 +6Fe2+ +3H2O=2MnO2 +6Fe(OH)3

Fe(OH)3沉淀物經精制錳砂濾層后被去除。所以精制錳砂層起著催化和過濾雙層作用。

錳砂除鐵機理，除了依靠它自身的催化作用外，還有在過濾時在精制錳砂濾料表面逐漸形成一層鐵質濾膜作為活性濾膜，使能起催化作用。活性濾膜是由 R型羥氫化鐵R―FeO(OH)所構成，它能與Fe2+進行離子交換反應，并置換出等當量的氫離子。                                                                               地下水除鐵除錳裝置

Fe2+ +FeO(OH)=FeO(OFe) + +2H+

結合到化合物中二價鐵，能訊速地進行氧化和水解反應，又重新生成羥其氧化鐵，使催化物質得到再生。

Fe0(OFe)+ +O2 +H2O=2FeO(OH)+H+