當含有鐵、錳的水長期通過錳砂濾料表面時，在錳砂濾料表面就會生成鐵質和錳質濾膜。由于該濾料對鐵、錳的吸附能力更強，所以經過改性濾料可以縮短鐵質、錳質濾膜的形成時間，自然條件下形成的鐵質濾膜往往需要幾個禮拜的時間，而形成錳質濾膜的時間就更久。所形成的鐵質、錳質濾膜對鐵、錳的去除一般具有催化作用，即我們所稱的“活性濾膜”。錳砂濾料的接觸氧化能力和吸附能力不僅僅可以決定除鐵除錳的效果，而且對過濾水的含氧量也是有一定的要求，地下水含氧量的多少主要是取決于過濾前曝氣的設置，錳砂濾料過濾的主要要求含氧量是水中鐵錳離子濃度之和的1.5倍左右，天然錳砂濾料在進行過濾含氧量的要求是3倍左右的，所以在進行錳砂濾料曝氣環節的時候，設計是需要進一步增加溶氧的措施的。

       自然錳砂除鐵是一種接觸催化除鐵工藝，合適于地下水含鐵量小于20mg/L的除鐵。錳砂濾料中含的高價錳能將水中的二價鐵氧化成三價鐵，還在外表構成有催化效果的“活性濾膜”，進一步進步了除鐵結果。含鐵水經曝氣后，只經自然錳砂一次過濾，就能完成悉數除鐵進程。接觸氧化法的機理是催化氧化反應，起催化作用的是錳砂濾料表面的鐵質、錳質活性濾膜。鐵質活性濾膜會吸附水中的Fe2+，被吸附的Fe2+在活性濾膜的催化作用下被迅速氧化為Fe3+，并且使催化劑再生，反應生成物為催化劑，又參與新的催化反應；Mn2+在濾料表面的錳質活性濾膜的作用下，被水中的溶解氧氧化為MnO2并吸附在濾料表面，使濾膜得到更新，鐵質和錳質活性濾膜接觸氧化鐵、錳的過程是一個自催化反應過程。