目前，對使用天然二氧化錳礦砂除鐵，其原理有二種：一種是以所謂活性濾膜的作用，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。天然錳礦砂是一種很強的氧化劑，能對水中二價鐵起氧化作用。

水中的鐵和錳主要以二價狀態存在，隨著與大所接觸時間的增加，慢慢氧化成三價化合物，鐵質沉淀物，Fe2O3會滋長鐵細菌阻塞管道，損害紡織、造紙、釀酒、食品等的工業質量，使洗滌衣物、家用器具出現黃色或棕黃色斑跡。本設備的主要原理是將含鐵（錳）的地下水經曝氣后，水中的鐵（錳）開始氧化，形成三價鐵，水流經錳砂和特制的多介質濾料時，由于濾料的化學作用及吸附作用，在濾料表面催化劑的作用下，Fe2+迅速氧化成三價的氫氧化物，并截濾于濾層內，從而將水中的鐵錳除掉。