該設備采用了曝氣氧化，錳砂催化、吸附、過濾的除鐵除錳原理，利用曝氣裝置將空氣中的氧氣溶于水中，進而將水中 Fe 2+ 和 Mn 2+ 氧化成不溶于水的 Fe3+和 MnO2,再結合天然錳砂的催化、吸附、過濾將水中鐵錳離子去除。鐵錳氧化反應式如下：鐵氧化：空氣：4Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3

地下水中的溶解性鐵、錳，一般以低價Fe2+、Mn2+形態(tài)存在，其假想化合物形態(tài)為重碳酸鹽，要除去地下水中的鐵、錳，就必須將二價鐵氧化為三價鐵、將低價錳氧化為高價錳，在pH值為6.8～7.2的條件下，高價鐵錳化合物呈膠凝聚沉降，用過濾的方法即可去除。采用氧化分離技術來去除水中的鐵、錳有害物質，即向地下水中充入足夠的O2或O3，在分布于錳砂過濾器濾層上*的催化膜（水中錳和鐵在沙礫上形成的MnO2和γ-FeO(OH)沉淀）的作用下使水中的低價鐵、錳氧化成高價鐵、錳的化合沉淀物。這種高價沉淀物被截留在濾層內，出水的鐵錳含量便達到標準要求。催化膜對水中鐵、錳起著重要的作用：A.催化作用，加速水中二價鐵轉化為三價鐵。B.截留分離作用，將鐵、錳從水中分離。C.生化作用 催化膜內存在鐵細菌，通過其新陳代謝作用，去除水中的鐵、錳離子。在二價鐵氧化成三價鐵的過程中水中必須保持足夠的溶解氧，在此過程中，一部分硫化氫被氧化和吹脫去除，余下部分和水中微小懸浮物被活性炭吸附器所吸附。尤其是在處理微污染含錳地下水的過程中，鐵細菌不僅能有效地去除鐵錳，同時還能以水中氨為營養(yǎng)源，進行新陳代謝，在其他細菌參與下，同時達到去氨氮的效果。