天然锰砂除铁是一种接触催化除铁工艺，适合于地下水含铁量小于20mg/L的除铁。天然锰砂是采用国内质量优良、晶粒致密、机械强度大、化学活性强、不易破碎、不溶于水的天然锰矿砂。中含的高价锰能将水中的二价铁氧化成三价铁，同时在表面形成有催化作用的“活性滤膜”，进一步提高了除铁效果。经水洗打磨除杂、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺成砂。再把加工好的锰砂按一定的级配调合而成。它具有水处理滤料的级配比例，使它在单位体积内有比表面积、强的截污能力、氧化催化作用和小的反冲洗流失率。锰砂滤料外观粗糙呈褐色或淡灰色，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。含铁水经曝气后，只经天然锰砂一次过滤，就能完成全部除铁过程。  锰砂含量的选用。  在除铁锰滤池中运行时，水中低价铁锰离子先被覆合高含量锰砂滤膜吸附，然后被氧化和水解，生成氢氧化物水合分子[Fe(OH)3XH2O]和[Mn(OH)nXH2O]形成的活性滤膜，并作为新的催化剂参与接触氧化反应，使活性滤膜有随着使用增厚的趋势，形成了覆合锰砂的自修复特性,使用一年的覆合锰砂，锰含量增加18.2%，铁含量增加4.8%;使用两年半的锰含量增加了27.3%，铁含量增加14.3%.锰砂容重较低(为1.55～1.60g/cm3)，特别适用于大中型水厂的虹吸除铁锰滤池和各型除铁锰滤罐虹吸滤池由于反冲洗水头较低，往往不宜于使用容重较大的天然锰砂滤料(其容重一般为2.2-2.4g/cm3)，使大中型水厂除铁锰滤池的设计使用受到一定限制。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，长时间饮用含铁含锰量过高的水会严重影响身体. 

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。