กระบวนการทรายแมงกานีสเพื่อกำจัดเหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกจากน้ำใต้ดินถูกนำมาใช้ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 ในมนุษย์ ปัจจุบันมีกระบวนการบำบัดที่แตกต่างกันสองกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรายแมงกานีส โดยเฉพาะ "IR" (การฟื้นฟูแบบไม่ต่อเนื่อง) และ "CR" (การฟื้นฟูอย่างต่อเนื่อง) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมแล้ว นอกจากนี้ ทรายแมงกานีสสามารถกำจัดแมงกานีสได้โดยการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้เงื่อนไขบางประการ
ทรายแมงกานีสได้รับการระบุอย่างถูกต้องมากขึ้นว่าเป็นกลอโคไนต์ ซึ่งเป็นเหล็ก โพแทสเซียม วัสดุอลูมิโนซิลิเกตที่มีต้นกำเนิดจากทะเล ทรายแมงกานีสถูกนำมาใช้ตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1920 โดยเดิมเป็นซีโอไลต์ธรรมชาติสำหรับทำให้น้ำอ่อนลง เนื่องจากมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนค่อนข้างสูงที่ประมาณ 3,{3}} เกรน/ลูกบาศก์เมตร
สำหรับการกำจัดเหล็กและแมงกานีส ทรายแมงกานีสเม็ดกลมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะถูกล้างและจำแนกประเภทเพื่อผลิตสื่อกรองที่มีการวิเคราะห์ตะแกรงขนาด 18 x 60 mesh โดยมีขนาดที่มีประสิทธิภาพเป็น 03-0 .35 มม. และค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอ 1.60 หรือน้อยกว่า ทำให้ตัวกลางมีคุณสมบัติการกรองที่ดีเยี่ยม ทรายแมงกานีสมีความคงตัว จากนั้นเคลือบด้วยแมงกานีสออกไซด์ในสถานะเวเลนซ์ต่างๆ การเคลือบนี้ทำให้ทรายแมงกานีสมีคุณสมบัติพิเศษในการลดการเกิดออกซิเดชันทางเคมีสำหรับการกำจัดเหล็กและแมงกานีส รวมถึงไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณเล็กน้อย
ข้อดีของกระบวนการทรายแมงกานีสเหนือการเติมอากาศและการกรองคือการสูบเดี่ยว (เนื่องจากกระบวนการโดยทั่วไปใช้การกรองด้วยแรงดัน) ความน่าเชื่อถือ ความยืดหยุ่น และน้ำทิ้งคุณภาพสูงควบคู่กับการทำงานที่ง่ายดาย ทั้งกระบวนการ CR และ IR ค่อนข้างไม่ซับซ้อนทั้งในการออกแบบและการใช้งาน และส่งผลให้มีวิธีการกำจัดเหล็กและแมงกานีสที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้
กลไกในการกำจัดเหล็กและแมงกานีสด้วยทรายแมงกานีสในวิธี CR คือการเกิดออกซิเดชันตามด้วยการกำจัดตะกอนที่เกิดขึ้นทางกายภาพโดยการกรองโดยใช้ทรายแมงกานีสหรือเบดแมงกานีสกรีนแซนด์-แอนทราไซต์ ในวิธี IR แมงกานีสจะถูกกำจัดออกโดยปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบสัมผัส โดยทั่วไป วิธี CR จะใช้ในกรณีที่ธาตุเหล็กมีแมงกานีสเพียงเล็กน้อย ในขณะที่กระบวนการ IR หรือกระบวนการออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาใช้สำหรับน้ำที่จำเป็นต้องมีการกำจัดแมงกานีส โดยมีหรือไม่มีธาตุเหล็กอยู่ด้วย