Nguyên tắc của phương tiện lọc cát mangan trong việc loại bỏ các chất có hại như sắt và mangan trong nước chủ yếu dựa trên tác dụng xúc tác oxy hóa của nó. Thành phần chính của phương tiện lọc cát mangan là mangan dioxide (MNO₂). Khi nước chứa sắt và mangan đi qua lớp lọc cát mangan, MNO₂ sẽ trải qua các phản ứng oxi hóa khử với sắt hóa trị hai (Fe²⁺) và mangan hóa trị hai (MN²⁺) trong nước, oxy hóa chúng thành sắt hóa trị.
Cụ thể, MNO₂ trong phương tiện lọc cát mangan hoạt động như một chất oxy hóa, có thể oxy hóa sắt và mangan hóa trị hai trong nước thành các ion kim loại có giá trị cao. Các ion kim loại có giá trị cao này sau đó kết hợp với các ion hydroxit (OH⁻) trong nước để tạo thành các kết tủa hydroxit, bị chặn bởi phương tiện lọc cát mangan và thải ra khỏi hệ thống trong quá trình rửa ngược, do đó đạt được mục đích loại bỏ các chất có hại như sắt và sắt trong nước.
Ngoài ra, một lớp "màng lọc hoạt động" xúc tác sẽ hình thành trên bề mặt của vật liệu lọc cát mangan, có thể tăng tốc phản ứng oxy hóa của sắt và mangan trong nước và cải thiện hiệu quả của việc loại bỏ sắt và mangan. Phim oxit này không chỉ tăng cường khả năng hấp phụ và hiệu quả đánh chặn của vật liệu lọc, mà còn giúp bảo vệ các hạt cát mangan bên trong khỏi xói mòn.
