較早的除鐵理論提出：錳砂表面的二氧化錳是亞鐵離子氧化的催化劑，這個(gè)觀點(diǎn)后來(lái)被發(fā)展為錳砂曝氣除鐵經(jīng)典理論，這個(gè)理論認(rèn)為錳砂的除鐵過(guò)程有以下兩點(diǎn)：

1、錳砂表面的二氧化錳被水中溶解氧氧化為七價(jià)錳的氧化物。

2、七價(jià)錳的氧化物將水中二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，同時(shí)自身還原為二氧化錳，用反應(yīng)式表達(dá)為：

3MnO₂+O₂→MnO·Mn₂O₇

MnO·Mn₂O₇+4Fe²⁺+2H₂O→3MnO₂+4Fe³⁺+4OH^-

由于錳砂接觸氧化法除鐵不要求曝氣，原水可直接進(jìn)入濾池過(guò)濾，因而，可省去反應(yīng)池和沉淀池，受到普遍推廣。但是，在長(zhǎng)期實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)了許多與上述理論矛盾的現(xiàn)象。如：

1、在除鐵過(guò)程中，錳砂表面逐步被棕黃色的鐵質(zhì)化合物所包裹，但除鐵效能并未因錳砂表面被覆蓋而減弱。

2、錳砂初期除鐵效果并不好，只有經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，錳砂表面被鐵銹所覆蓋，才開始具有穩(wěn)定的除鐵能力。

3、錳砂濾層反沖洗時(shí)，如果反沖洗強(qiáng)度過(guò)大，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則其過(guò)濾水質(zhì)變差。

這三個(gè)現(xiàn)象都可說(shuō)明：表面清潔的錳砂除鐵效果并不好，表面越潔凈，對(duì)亞鐵離子的催化作用越小。這使人們產(chǎn)生了懷疑，錳砂對(duì)亞鐵離子的氧化是否有催化作用。