天然锰砂除铁和除锰是一种接触催化除铁和除锰工艺，天然锰砂含有大量的二氧化锰（一般在25%-50%），能在过滤过程中，吸附水中二价铁和二价锰，在天然锰砂催化作用下被氧化成三价铁和四价锰粘着于锰砂表面不再脱落下来，达到除铁和除锰目的。

      含铁地下水曝气后，立即经天然锰砂滤层过滤，能将水中的铁质除去，其过程有两个：

      1）催化氧化过程。水中的二价铁在天然锰砂的催化作用下迅速地被溶解氧氧化为三价铁；

      2）吸附截留过程。水中的二价铁以及氧化生成的三价铁被吸附截留于滤层中，从而完成除铁过程。

      当含铁地下水经天然锰砂滤层过滤后，不论滤层厚度如何，一般只含有二价铁，基本上不含三价铁的化合物。这个现象说明，在天然锰砂滤层中进行的除铁过程，不同于先氧化水解后分离截留的自然氧化除铁过程，而可能是天然锰砂先吸附水中的二价铁，二价铁在锰砂催化作用下被溶解氧氧化为三价铁，并固着于锰砂表面而不再脱落下来。所以，经天然锰砂滤层过滤的水中，二价铁在没有被锰砂吸附以前不会被氧化，而一旦被锰砂吸附并氧化为三价铁，便由水中分离出去，所以只含二价铁而不含三价铁的化合物。当然，由于天然锰砂同时具有锰砂本体和活性滤膜两种催化作用，所以其具体的除铁过程是比较复杂的。