錳砂濾料在我國的發(fā)展歷史，建國初，除鐵主要是自然氧化法，曝氣反應(yīng)沉淀加砂濾；該工藝復(fù)雜，設(shè)備大，停留時間長（2～3h），且效果不穩(wěn)定。20世紀(jì)50年代，哈工大將天然錳砂濾料用作濾料，發(fā)現(xiàn)其對二價鐵氧化有催化作用；水曝氣后進(jìn)入濾池，就能獲得良好效果，簡化流程，停留時間短至0.5h，降低投資，成為一項先進(jìn)技術(shù)并迅速。
  經(jīng)典理論認(rèn)為催化劑是錳砂濾料中二氧化錳，但實踐發(fā)現(xiàn)覆蓋鐵質(zhì)的舊錳砂比新錳砂活性強(qiáng)；對此反復(fù)試驗，證實錳砂濾料表面覆蓋的鐵質(zhì)薄膜有催化作用，即催化劑是鐵質(zhì)活性濾膜而非二氧化錳，進(jìn)而提出鐵質(zhì)活性濾膜接觸氧化除鐵工藝。這是重要創(chuàng)新；按該原理，錳砂只是載體。新濾料表面沒有鐵質(zhì)活性濾膜，除鐵效果不佳。為加快濾膜生成，投產(chǎn)初可采用培養(yǎng)濾膜的措施：低濾速，

低反洗強(qiáng)度和較長的反洗周期，或投加成熟濾料接種；或投加二價鐵鹽和調(diào)節(jié)pH等，即人造銹砂技術(shù)。除鐵技術(shù)發(fā)展表明，社會需求是科技發(fā)展推動力，實踐則是創(chuàng)新源泉；在實踐中不斷創(chuàng)新，使曝氣鐵質(zhì)活性濾膜接觸氧化除鐵工藝走向成熟。
  二、我國地下水除錳技術(shù)的發(fā)展化學(xué)氧化是應(yīng)用早的除錳法，但建國初限于其成本，只在少數(shù)情況下使用。
  1958年，在哈爾濱按自然氧化法建成一個除鐵除錳水廠，投產(chǎn)后除鐵較好，但除錳不佳，一年后具有優(yōu)異除錳能力；進(jìn)而發(fā)現(xiàn)錳砂濾料表面生成了黑色活性濾膜，對二價錳氧化有催化作用，使二

價錳能在中性pH被去除；這是重要發(fā)現(xiàn)。活性濾膜的成分以錳的氧化物為主，稱為錳質(zhì)活性濾膜。
  1978年，在哈爾濱以天然錳砂濾料為濾料建成一水廠，投產(chǎn)后在濾料成熟前依靠錳砂吸附除錳，成熟后則為接觸氧化除錳。水廠投產(chǎn)后，出水含錳量始終達(dá)標(biāo)。1981年，劉超等在吉林九臺，對高鐵錳地下水進(jìn)行大規(guī)模中試，采用了多種處理工藝，使用了多種濾料，在獲得良好除鐵錳效果的工藝中，除錳濾料上都自然生成了錳質(zhì)活性濾膜。
  此外，多座除錳水廠也都觀察到濾料表面自然生成錳質(zhì)活性濾膜。基于大量生產(chǎn)和試驗，提出了曝氣錳質(zhì)活性濾膜接觸氧化除錳工藝。近年來，人們對錳質(zhì)活性濾膜除錳機(jī)理的認(rèn)識不斷深化。

一、錳砂濾料除鐵除錳工藝原理;目前水處理除鐵除錳的主要方法;除去水中鐵一般采用接觸氧化法或曝氣氧化法，除錳一般采用接觸氧化法，曝氣氧化法除鐵系指原水經(jīng)曝氣后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe2+全部或大部分氧化為Fe3+，進(jìn)入濾池過濾;接觸氧化法除鐵(除錳)系指原水經(jīng)曝氣溶氧后未經(jīng)完全氧化很快進(jìn)入濾池，濾料經(jīng)過一定的成熟期后在其表面形成鐵質(zhì)(或錳質(zhì))活性濾膜，利用活性濾膜的催化作用進(jìn)行除鐵(除錳)。
  (1)錳砂濾料鐵錳共存時，原水含鐵量低于2.0～5.0mg/L(由于水質(zhì)的不同，北方可采用2.0、南方可采用5.0)、含錳量低于1.5mg/L，單級過濾一般可同時去除鐵和錳，當(dāng)水中鐵錳含量超過上述值

時，鐵將明顯干擾除錳，應(yīng)采取先除鐵后除錳的工藝，并嚴(yán)格控制一級除鐵效果。
  (2)、鐵、錳超標(biāo)的地下水水質(zhì)千差萬別，因此除鐵、除錳工藝流程的選擇，應(yīng)掌握較詳細(xì)的原水水質(zhì)資料，有條件的應(yīng)進(jìn)行除鐵除錳試驗，無條件試驗時應(yīng)參照原水水質(zhì)相似水廠的經(jīng)驗進(jìn)行選擇。
  二、曝器裝置：曝氣是地下水除鐵除錳的重要環(huán)節(jié)，原水水質(zhì)不同，采用的工藝不同，曝氣程度的要求也不同;曝氣的方法有多種，各種曝氣裝置的復(fù)雜程度、運行成本、管理的難易程度、曝氣效果均有差異，因此本條規(guī)定曝氣裝置應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、曝氣程度的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定（天然錳砂濾料）。

錳砂濾料表面氧化層其作用原理有二種：
  一種是以所謂濾膜的作用，錳砂表面有一層較強(qiáng)的氧化作用。另一種是錳礦砂本身反鐵催化作用那么錳砂濾料處理地下水的工作原理是怎樣的呢?常用于生活飲用水的除鐵、除錳過濾裝置，濾水效果非常良好。(注：MnO2≥35%既可除鐵，又能除錳，MnO2≤30%)只能用于地下水除鐵)。
  我們一般使用分層裝料錳砂濾料濾池去除地下水中鐵離子的工程，錳砂濾池一般采用分層設(shè)計。由于濾池的濾速快，因此堵塞及反沖洗頻繁，運行管理不變錳砂濾料主要用于降低水中的鐵錳鐵和錳總含量，根據(jù)我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)其鐵含量≤0.3㎎/L，錳含量≤0.1㎎/L，首要成份是二氧化錳，含量在35%-45%之間。

水處理用天然錳砂濾料和錳砂承托料篩分方法：稱取干燥的濾料樣品100g，置于一組試驗篩（按篩孔由大至小的順序從上到下套在一起）的上一只篩上，底盤放在下部。然后蓋上頂蓋，在行程140mm、頻率150次/min的振蕩機(jī)上振蕩20min，以每分鐘內(nèi)通過篩的樣品質(zhì)量小于樣品總質(zhì)量的0.1%作為篩分終點。然后稱出每只篩上截留的濾料質(zhì)量，以篩的孔徑為橫坐標(biāo)，以通過該篩孔樣品的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制篩分曲線。根據(jù)篩分曲線評定天然錳砂濾料的粒徑是否符合要求，或確定濾料的有效粒徑和不均勻系數(shù)。