錳砂濾料是以天然錳礦石為原料，經破碎、水洗、打磨、除雜、干燥、磁選、篩分、除塵等工藝制成，再把加工好的錳砂按一定級配調制成具有水處理濾料的級配比例，使它在單位體積內有較大的比表面積和截污能力。

錳砂濾料的外觀粗糙，呈黑褐色或淡灰色，接近圓球形，主要成分是二氧化錳、鐵和二氧化硅等，產地不同每種物質的含量不同，錳砂濾料主要用于去除地下水中鐵、錳和砷等有害物質的過濾裝置中，濾水效果非常好。

錳砂濾料粒徑通用規格有0.4-0.6mm、0.6-1.2mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm，特殊規格可另行加工。

給水處理中，采用的錳砂濾料堆積密度在1.9g/cm³左右，磨損率、破碎率之和＜1.2%，鹽酸可以溶解錳砂濾料，因此，不能在偏酸性水中應用錳砂濾料。

錳砂濾料主要用來處理含鐵、錳地下水，它是利用天然錳砂中二氧化錳的催化氧化作用，將溶解性Fe²⁺和Mn²⁺氧化為非溶解性三價鐵和四價錳，并通過投加絮凝劑將三價鐵和四價錳化合物顆粒絮凝增加，然后通過過濾去除。地下水除鐵除錳的任務是通過錳砂上面沉積的棕黃色活性濾膜完成，并非錳砂本身，除鐵膜稱為鐵質活性濾膜，除錳膜稱為錳質活性濾膜。

石英砂、無煙煤等濾料也能產生除鐵除錳的活性濾膜，但是它們形成活性濾膜的成熟期較長，在同樣的試驗水質條件下，錳砂為36天，無煙煤為71天，石英砂為96天。由此可見，石英砂的成熟期較長，無煙煤次之，錳砂較短。錳砂濾料處理鐵錳含量高的地下水，成熟期短，可降低水處理生產成本和提高去除效率。

錳砂的除鐵機理

錳砂濾料的除鐵機理是采用接觸氧化法，使地下水中Fe²⁺與溶解氧一同進入錳砂濾層，在錳砂濾層的接觸催化作用下，完成Fe²⁺的氧化和截留。在過濾初期，以吸附除鐵為主，經過一段時間后，濾料吸附除鐵能力逐漸減弱，濾后水含鐵量有升高趨勢。與此同時，濾料表面開始生成具有催化活性的鐵質濾膜，但接觸氧化能力較小，所以新濾料在形成濾膜的過程中，同時具有吸附除鐵和接觸氧化除鐵兩種作用。到后期活性鐵質濾膜漸趨成熟，當活性濾膜除鐵能力的增長速率超過其吸附除鐵能力的減小速率時，濾層出水含鐵量又開始降低。這樣，活性濾膜的接觸氧化除鐵作用逐漸增強而取代了新濾料的吸附除鐵作用。當濾料成熟后，濾層出水的含鐵濃度便處于穩定。

在除鐵過程中，濾料表面逐漸形成了鐵質活性濾膜，新鮮鐵質活性濾膜的催化活性較強，隨著時間延長，鐵質濾膜逐漸老化，其催化活性也逐漸減退。因此，濾料表面鐵質活性濾膜需要在連續除鐵過程中得到新補充，在原來濾膜上不斷被蓋上新濾膜，使濾膜始終保持著新鮮，而具有很高催化活性。錳砂濾料成熟期短主要是因為其表面粗糙的特點，但形成鐵質活性濾膜較重要的條件是水中Fe²⁺的含量，Fe²⁺占總鐵的百分數越高，成熟越快，無Fe²⁺時，根本不能形成活性濾膜。錳砂濾料表面鐵質活性濾膜的不斷更新是錳砂濾料接觸氧化除鐵過程正常進行的必要條件。

錳砂的除錳機理

錳砂濾料采用接觸氧化法除錳的機理基本與除鐵機理相同。含錳地下水曝氣后經錳砂濾層過濾，使高價錳的氫氧化合物逐漸附著在濾料表面上，形成錳質活性濾膜，成為黑色或暗黑色的“錳質熟砂”，這種熟砂具有接觸催化作用，能加快氧化速度，使水中二價錳在較低pH值條件下被氧化成高價錳而被去除。另外，根據溶膠粒子優先吸附和它組成相同或相近粒子的這一規則，含有MnO₂的錳砂能夠很好地吸附水中Mn²⁺。

有關研究認為，MnO₂吸附Mn²⁺后因使之氧化成錳的四價氧化物沉淀下來而被過濾去除掉。與此同時，MnO₂本身被還原為Mn₂O₃，可見MnO₂起了電子交換劑的作用。

其除錳機理可以用下面兩個步驟來表示。

①錳砂通過離子交換作用吸附水中的Mn²⁺：

MnO₂·An++Mn²⁺→MnO₂·Mn²⁺+An+(An+為錳砂表面的陽離子)

②水中溶解氧在MnO₂催化作用下把被吸附的Mn²⁺氧化成為MnO₂。與此同時，MnO₂起催化氧化作用，本身被還原為Mn₂O₃。