接触氧化除锰工艺流程比较简单，原水经简单曝气之后进入除锰滤池，在锰砂滤料表面的锰质活性滤膜的作用下，Mn2十被水中的溶解氧氧化为MnO2，并吸附在滤料表面，使滤膜得到更新，该过程也是自催化反应。
关于锰质活性滤膜的组成有几种不同的观点，李圭白认为接触催化物为MnO2，其反应式为：2Mn2+ ＋（X-1）O2 ＋ 4OH- ＝ 2MnOX·zH2O＋2（l—z）H2O范懋功［6］经过红外光谱测定认为接触氧化物应该是Mn3O4。还有一种观点则认为活性滤膜是一种待定复合物，可用MnxFeOz·xH2O表达，其结构为六方晶系。
接触氧化除锰与接触氧化除铁的工艺非常类似，都是简单曝气后直接过滤，水力停留时间短。但由于铁锰性质略有不同，因而影响因素也有所不同。前已述及，铁的氧化还原电位比锰低，二价锰较难被氧化成四价锰，所以其滤速比除铁滤速低，一般为8～10 m／h。
重庆锰砂滤料
1.天然锰砂滤料的平均密度一般为3.2g/cm3至3.6g/cm3范围内。使用中对密度有特殊要求者除外。
2.天然锰砂滤料的盐酸可溶率不应大于3.5%(百分率按质量计，下同)。
3.天然锰砂滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%。
4.天然锰砂滤料应不含肉眼可见泥土、页岩和外来碎屑，含泥量不应大于2.5%。
5.滤料的水浸出液应不含对人体有毒、有害物质。
锰砂滤料常用规格：0.25-0.5mm 0.5-0.8mm 0.8-2.0mm 1.0-2.0mm 2.0-4.0mm 4.0-8.0mm 8.0-16mm特殊规格可根据用户需求另行加工。
根据我国一些地区地下水含铁量可达5～10mg/L，也有高到20～30mg/L，含锰量可达0.5～2.0mg/L，超过2mg/L甚至各个高达5～10mg/L的也用发现。我国《生活饮用水标准》规定，生活饮用水中铁的含量不应超过0.3mg/L，含锰量不超过0.1mg/L，超过时必须加以处理。
一、锰砂滤料除铁除锰工艺：
地下水中的铁和锰超标主要存在铁超标或铁锰同时超标两种形态，除铁一般采用接触氧化法或曝气氧化法，除锰一般采用接触氧化法，曝气氧化法除铁系指原水经曝气后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe2+全部或大部分氧化为Fe3+，进入滤池过滤；接触氧化法除铁（除锰）系指原水经曝气溶氧后未经完全氧化很快进入滤池，滤料经过一定的成熟期后在其表面形成铁质（或锰质）活性滤膜，利用活性滤膜的催化作用进行除铁（除锰）。
(1)、铁锰共存时，原水含铁量低于2.0～5.0mg/L(由于水质的不同，北方可采用2.0、南方可采用5.0)、含锰量低于1.5mg/L，单级过滤一般可同时去除铁和锰，当水中铁锰含量超过上述值时，铁将明显干扰除锰，应采取先除铁后除锰的工艺，并严格控制一级除铁效果。
(2)、铁、锰超标的地下水水质千差万别，因此除铁、除锰工艺流程的选择，应掌握较详细的原水水质资料，有条件的应进行除铁除锰试验，无条件试验时应参照原水水质相似水厂的经验进行选择。
二、曝器装置：曝气是地下水除铁除锰的重要环节，原水水质不同，采用的工艺不同，曝气程度的要求也不同；曝气的方法有多种，各种曝气装置的复杂程度、运行成本、管理的难易程度、曝气效果均有差异，因此本条规定曝气装置应根据原水水质、曝气程度的要求，通过技术经济比较选定。
(1)、跌水曝气，适用于水中铁锰含量较低，对曝气要求不高的工程；设计时，不应作最不利的数据组合，以免影响曝气效果，若跌水级数或跌水高度选用较小值，单宽流量也应较小。
(2)、淋水曝气，分穿孔管和莲篷头两种淋水装置，但孔眼易堵塞，适用于水中含铁量小于10mg/L的小型重力式滤池除铁，穿孔管也可设于曝气塔上或跌水曝气池上，与其它曝气装置组合设置。关于淋水装置的安装高度，淋水装置设在滤池上或跌水曝气池上为淋水出口至滤池内最高水位的高度，设在板条式曝气塔上为淋水出口至最高一层板条的高度，设在接触式曝气塔上为淋水出口至最高一层填料面的高度。
(3)、射流曝气，适用于水中铁锰含量较低，对散除CO2和提高pH值要求不高的小型工程。
(4)、压缩空气曝气，一般由空气压缩机供气、气水混合器混合，适用于铁锰含量较高的大型工程。
(5)、板条式曝气塔，适用于水中含铁量较高的大型工程。
(6)、接触式曝气塔，适用于水中含铁量小于10mg/L的大型工程，以免铁质沉淀物很快堵塞填料；一般每1～2a就应对填料层进行清理，为便于清理，层间净距不宜小于600mm。
(7)、叶轮式表面曝气，溶氧效率高、能充分散除CO2和大幅度提高pH值，适应性强；设计时，不应作不利的数据组合，若要求曝气程度较高，曝气池容积和叶轮外缘线速度宜取较高值、叶轮直径与池长边或直径之比取较低值。曝气叶轮分平板型和泵型两种，平板型叶轮构造简单、运行可靠，宜优先采用。
三、除铁除锰滤料选择及装填：
(1)、锰砂滤料是选用块状锰矿和天然锰砂作原料，经破碎筛选而成。外观粗糙、呈褐色，天然锰砂中含有 MnO2，它是 Fe2+ 氧化成 Fe3+ 的良好催化剂，含锰量（以 MnO2 计，下同）一般不不小于35% 的天然锰砂，既可用于地下水除铁，又可用于地下水除锰；二氧化锰含量为 20% ~ 25% 的天然锰砂滤料，只宜用于地下水除铁，含锰量低于 20% 的则不宜采用。因各地水质不同宜优先采用经过科学试验或生产使用证明能获得良好除铁和除锰效果的天然锰砂品种含量最佳作滤料。
锰砂理化性能分析：二氧化锰:30-35%、铁:20%、二氧化硅：17 ~ 20 %、 比重：3.2 ~ 3.6g/cm3 容重： 2.0 g/cm3 盐酸可溶率：＜3.5 % ：含泥量：＜2.5%除铁、。
(2)、天然锰砂滤料粒径一般在最大2.0mm和最小0.6mm之间。石英砂粒径一般在最大1.2mm和最小0.5mm之间。采用石英砂滤料和承托层时，级配和厚度可参照快滤池。用锰砂滤料时，上面两层承托层需用同样粒径锰砂石代替为宜。重力式过滤器除铁除锰：滤层高度一般采用800～1200mm，规模较小的压力式过滤器除铁、除锰：设备一般采用1000～1200mm；同时除铁除锰的单级过滤滤层一般取较高值，使过滤后的水质达到最佳效果。除锰滤池滤料一般采用天然锰砂、效果显著滤料成熟期较短、一般7—15天、但造价较高。石英砂：造价底、滤料成熟期长3－6个月。
(3)、滤速：除铁滤池一般为5～10m/h,含铁量高时可采用较低滤速。除铁除锰滤池和除锰滤速为5～8m/h. (4)、反冲洗：其中水头损失一般控制在1.5～2.5m。除铁采用粒径为0.6～1.2mm锰砂滤料时，冲洗强度为18L/s..m2; 粒径为0.6～2.0mm 时为22L/s.m2。其膨胀率分别为30％ 和22％。冲洗时间10～20min 。除铁除锰采用天然锰砂滤料时，冲洗强度为16～20L/s..m2，期膨胀率为15％ 和2～25％。石英砂滤料时，冲洗强度为12～14L/s..m2，期膨胀率为27％ 和2～35％; 冲洗时间为5～15min.
(5)、锰砂滤料和承托层的铺装方法：(本铺装方法适用于天然锰砂滤料滤池)
四、准备：
1、配水系统安装完毕以后，先将滤池内杂物全部清除，并疏通配水孔眼和配水缝隙，然后再用反冲洗法检查配水系统是否符合设计要求。
2、在滤池内壁按承托料和滤料的各层顶高画水平线，作为铺装高度标记。
3、仔细检查不同粒径范围的承托料，按其粒径范围，从大到小依次清洗，以备铺装。
五、铺装：
(1)、铺装最下一层承托料时，应注意避免损坏滤池的配水系统。待装承托料应吊运到池内，再行铺撒；或者使池内充水至排水槽顶，再向水中均匀撒料，然后排水，使水面降至该层顶面高度水平上线，用锹铺匀。铺装人员不应直接在承托料上站立或行走，而宜站在木板上操作；在池内的操作人员应尽量少，以免造成承托料的移动。在下一层铺装完成后，才能铺装上一层承托料。
(2)、每层承托料的厚度应准确、均匀，用锹或刮板刮动表面，使其接近于水平面，高度应与铺装高度标记水平线相吻合。
(3)、在铺完2～4mm的承托料后，应用该滤池上限冲洗强度冲洗，以排除承托料中的泥沙。
(4)、承托料全部分层铺装就位后，采用从池顶向水中均匀撒料的方法，撒入预计数量的滤料（包括应刮除的轻物质和小于指定下限粒径的细颗粒），然后进行冲洗。冲洗后刮除轻物质和小于指定下限粒径的颗粒。按上述方法操作后，如滤料厚度达不到规定的数值，应重复上述操作直到符合要求为止。
天然锰砂滤料用途:
天然锰砂除铁是一种接触催化除铁工艺，适合于地下水含铁量小于20mg/L的除铁。天然锰砂中含的高价锰能将水中的二价铁氧化成三价铁，同时在表面形成有催化作用的“活性滤膜”，进一步提高了除铁效果。含铁水经曝气后，只经天然锰砂一次过滤，就能完成全部除铁过程。
应用领域：矿泉水、纯净水、离子水生产线的预处理除铁锰沉淀，以及地热工程和泳池工程的前期水处理除铁除锰等。
（2）、 生物氧化除锰
生物除锰是国内外近年来提出的除锰理论，该观点认为除锰滤池中锰的去除主要是滤层中铁细菌生物作用的结果，而不是传统除锰理论所讲的，锰是锰质活性滤膜的化学催化作用去除的。而生物除锰理论还认为，黑砂表层的锰质活性滤膜并不仅仅是由锰的化合物所组成，而是锰的化合物和铁细菌的共生体，且活性滤膜是在微生物的诱导作用下形成的。除锰滤池中，微生物氧化原水中的锰获得能量，不断繁殖并附着在滤料表面，同时被氧化的MnO2也沉积在滤料表面，与微生物形成一层“黑膜”，就是接触氧化除锰工艺中的锰质活性滤膜。滤层成熟后，滤膜不断吸附水中的Mn2＋，其中铁细菌利用水中的溶解氧将Mn2＋氧化为MnO2·mH2O并沉积在滤膜的表面，成为滤膜的一部分，使滤膜得到更新。吉林大学鲍志戎［7-8］将成熟的石英砂灭菌以后发现滤层的除锰能力急剧下降，且滤砂表层的黑膜亦逐渐脱落，从而证实生物作用是锰去除的主要原因，而锰质活性滤膜则是微生物作用的结果，在灭菌以后，由于微生物死亡，滤膜不能及时更新，便逐渐老化脱落，最终丧失除锰能力。张杰［9］的试验研究也认为，除锰是生物作用的结果，除锰滤池的成熟是滤层中微生物群落繁殖代谢，达到平衡的过程。
生物除锰的工艺流程与接触氧化除锰工艺相同，曝气后直接过滤，流程简单，构筑物少，停留时间短。影响生物除锰滤池的因素比较多，在培养初期，滤池反冲洗的强度不宜太大，一般以10～14L／（s·m2）为宜。生物除锰对pH值的要求较宽，6.0以上就能有良好的除锰效果。
（3 ）、现存的问题及发展
生物除铁除锰理论已经有较多的研究，但是在生产实践中仍有不少问题存在、国外多位学者均发现了生物除铁作用的存在，但是诸多试验表明在高铁情况下生物除铁作用微乎其微。生物除铁究竟存在与否，以及在怎样的水质条件下存在，如原水含铁量、溶解氧含量、PH值等，均是需要进一步探索的问题。若生物除铁存在，则其是否比接触氧化除铁更有优势，如过滤周期是否更长，滤层含污能力是否更高等，都是对生产非常有意义的问题，值得继续研究。
生产实践中，个物除锰尚存在一些无法解释的现象。一般来说，成熟的一级除铁除锰滤池中，滤层上部是除铁带，下部为除锰带。但试验发现，只有在滤层表面铁细菌计数达到105数量级时，滤池的除锰能力才成熟，可是滤层除锰带却常常只能到102－103数量级的铁细菌。如果铁细菌是除锰的主要原因，那为什么除锰作用往往发生在微生物数量较少的下层，而不是微生物数量较多的上层？［7-8］
发现Fe2十是铁细菌除锰的诱导因素，在没有Fe2十存在的情况下，铁细菌无法利用水中的Mn2＋。并且对于成熟的生物除锰滤层而言，如果连续较长时间不通入含铁水，则滤层会逐渐丧失除锰能力，并发生漏锰现象，只有再通入含铁水一段时间后滤层的除锰能力才能逐渐恢复。但是地下水进入滤层后，Fe2十往往在滤池上部10cm的滤层中就几乎被全部氧化为Fe3十，下层的Fe2十含量微乎其微，即使进水的Fe2十的质量浓度大于15 mg／L 亦是如此。为什么大部分Mn2十的去除是在几乎不含Fe2十的滤层下部完成，这也是生物除锰尚无法解释的现象。而试验却发现，在两级除铁除锰过滤中，二级除锰滤柱在一级滤柱出水Fe2十含量没有或者很小的情况下（＜0.03mg/L＝，除锰非常稳定，而当二级进水Fe2十增加时发现除锰滤柱出现异常，分层取样为过滤开始lh后取样，进水亚铁质量浓度分别为 lmg/L和5 mg／L，PH为6.5，溶解氧大于5 mg／L。试验发现，滤层中部的含锰量均超过进水的含锰量，特别在进水含铁量较高时（5 mg／L）更甚，到滤层下部才逐渐降低。笔者推测，出现这种情况的原因可能是高浓度的铁阻碍了细菌对锰的摄取，破坏了除锰滤膜的平衡，使滤膜脱落，滤层中部的含锰量从而升高。脱落的滤膜被下层滤砂吸附，锰含量又逐渐降到正常的水平。这也许就是除锰一般发生在含铁量微乎其微的二级滤柱或一级过滤中滤柱下部的原因。迄今为止，生物除锰仍然没有较为成熟的工艺参数，如生物除锰的经济滤速、极限滤速、过滤周期、最低溶解氧含量、经济曝气强度等。这些数据的缺乏，使得生物除锰还没有大量应用。
