Il processo con sabbia di manganese per la rimozione di ferro, manganese e idrogeno solforato dalle acque sotterranee è stato utilizzato fin dagli anni '50 nell'uomo. Oggi esistono due distinti processi di trattamento associati all'utilizzo della sabbia di manganese; nello specifico, la "IR" (rigenerazione intermittente) e la "CR" (rigenerazione continua), entrambe diventate standard di settore. Inoltre, la sabbia di manganese può, in determinate condizioni, rimuovere il manganese mediante ossidazione catalitica.
La sabbia di manganese è più correttamente identificata come glauconite, un materiale di origine marina di ferro, potassio, alluminosilicato. La sabbia di manganese è stata utilizzata fin dagli anni '20 originariamente come zeolite naturale per l'addolcimento dell'acqua grazie alla sua capacità di scambio ionico relativamente elevata di circa 3,000 grani/cu.
Per la rimozione di ferro e manganese, i singoli granelli nodulari naturali di sabbia di manganese vengono lavati e classificati per produrre un mezzo di filtrazione avente un'analisi del setaccio di 18 x 60 mesh con una dimensione effettiva risultante pari a 0.3-0 0,35 mm e un coefficiente di uniformità pari o inferiore a 1,60, che conferisce al mezzo eccellenti caratteristiche di filtrazione. La sabbia di manganese viene stabilizzata, quindi rivestita con ossido di manganese in vari stati di valenza. È questo rivestimento che conferisce alla sabbia di manganese le sue speciali proprietà chimiche di ossidoriduzione per la rimozione di ferro e manganese nonché di piccole quantità di idrogeno solforato.
I vantaggi del processo con sabbia di manganese rispetto all'aerazione e alla filtrazione sono il pompaggio singolo (poiché il processo utilizza generalmente la filtrazione a pressione), l'affidabilità, la flessibilità e un effluente di alta qualità insieme alla facilità d'uso. Entrambi i processi CR e IR sono relativamente semplici sia nella progettazione che nel funzionamento e risultano un metodo efficiente e affidabile per la rimozione di ferro e manganese.
Il meccanismo per la rimozione del ferro e del manganese mediante sabbia di manganese nel metodo CR è l'ossidazione seguita dalla rimozione fisica dei precipitati risultanti mediante filtrazione utilizzando una sabbia di manganese o un letto di sabbia verde-antracite di manganese. Nel metodo IR il manganese viene rimosso mediante ossidazione per contatto. Generalmente, il metodo CR viene utilizzato dove il ferro predomina con solo piccole quantità di manganese, mentre il processo IR o di ossidazione catalitica viene utilizzato per l'acqua dove è richiesta la rimozione del manganese, con o senza la presenza di ferro.