El principio de los medios de filtro de arena de manganeso para eliminar sustancias nocivas como el hierro y el manganeso en el agua se basa principalmente en su efecto catalítico de oxidación. El componente principal de los medios de filtro de arena de manganeso es el dióxido de manganeso (MNO₂). Cuando el agua que contiene hierro y manganeso pasa a través de la capa de filtro de arena de manganeso, MNO₂ sufrirá reacciones redox con hierro divalente (Fe²⁺) y manganeso divalente (Mn²⁺) en el agua, oxidando a hierro trivalente (Fe³⁺) y tetravalent manganese (MNO₂) o óxidos manganeses de alta valencia.
Específicamente, el MNO₂ en los medios filtrantes de arena de manganeso actúa como un oxidante, que puede oxidar el hierro divalente y el manganeso divalente en el agua en iones metálicos de alto valente. Estos iones metálicos de alto valor se combinan con iones de hidróxido (OH⁻) en el agua para formar precipitados de hidróxido, que son interceptados por medios de filtro de arena de manganeso y descargados del sistema durante el proceso de retorno, lo que logran el propósito de eliminar sustancias dañinas como el hierro y el manganeso en el agua.
Además, se formará una capa de "membrana del filtro activo" catalítico en la superficie del material del filtro de arena de manganeso, lo que puede acelerar aún más la reacción de oxidación del hierro y el manganeso en el agua y mejorar la eficiencia de la eliminación de hierro y manganeso. Esta película de óxido no solo mejora la capacidad de adsorción y la eficiencia de intercepción del material del filtro, sino que también ayuda a proteger las partículas de arena de manganeso dentro de la erosión.
