Proces usuwania żelaza, manganu i siarkowodoru z wód gruntowych za pomocą piasku manganowego jest stosowany u człowieka od lat pięćdziesiątych XX wieku. Obecnie istnieją dwa różne procesy oczyszczania związane z wykorzystaniem piasku manganowego; w szczególności „IR” (regeneracja przerywana) i „CR” (regeneracja ciągła), które stały się standardami branżowymi. Ponadto piasek manganowy może, pod pewnymi warunkami, usuwać mangan poprzez utlenianie katalityczne.
Piasek manganowy jest dokładniej identyfikowany jako glaukonit, materiał żelazowo-potasowy i glinokrzemianowy pochodzenia morskiego. Piasek manganowy był pierwotnie używany od lat dwudziestych XX wieku jako naturalny zeolit do zmiękczania wody ze względu na jego stosunkowo wysoką zdolność wymiany jonów, wynoszącą około 3,000 ziaren/m3.
W celu usunięcia żelaza i manganu naturalnie występujące pojedyncze, sferoidalne ziarna piasku manganowego są myte i klasyfikowane w celu wytworzenia materiału filtracyjnego mającego analizę sitową o oczkach 18 x 60, z uzyskaną efektywną wielkością 0.3-0 0,35 mm i współczynnik jednolitości 1,60 lub mniej, co zapewnia mediom doskonałe właściwości filtracyjne. Piasek manganowy jest stabilizowany, a następnie powlekany tlenkiem manganu w różnych stanach wartościowości. To właśnie ta powłoka nadaje piaskowi manganowemu specjalne właściwości chemiczne utleniająco-redukujące, umożliwiające usuwanie żelaza i manganu oraz niewielkich ilości siarkowodoru.
Zaletami procesu wykorzystującego piasek manganowy w porównaniu z napowietrzaniem i filtracją są pojedyncze pompowanie (ponieważ w procesie zazwyczaj wykorzystuje się filtrację ciśnieniową), niezawodność, elastyczność i wysokiej jakości ścieki w połączeniu z łatwością obsługi. Zarówno procesy CR, jak i IR są stosunkowo nieskomplikowane zarówno pod względem konstrukcji, jak i działania, a ich wynikiem jest wydajna i niezawodna metoda usuwania żelaza i manganu.
Mechanizm usuwania żelaza i manganu przez piasek manganowy w metodzie CR polega na utlenianiu, a następnie fizycznym usunięciu powstałych osadów poprzez filtrację na złożu piasku manganowego lub zieleni manganowo-antracytowej. W metodzie IR mangan usuwa się poprzez utlenianie kontaktowe. Generalnie metodę CR stosuje się tam, gdzie przeważa żelazo z niewielką ilością manganu, natomiast metodę IR lub utlenianie katalityczne stosuje się w przypadku wody, gdzie wymagane jest usuwanie manganu, z obecnością żelaza lub bez.