水中的铁以二价铁离子、三价铁离子、硫酸亚铁、腐植酸铁等形式存在，而水中的二价铁离子不稳定，当水中有溶解氧存在时，水中的二价铁易于氧化成三价铁：
4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-。氧化生成的三价铁在PH>5的水中溶解度极小，将以Fe(OH)3形式从水中沉淀析出，地下水中不含溶解氧是二价铁稳定存在的必要条件。为了去除水中的铁，一般都用氧化的方法，氧化法除铁一般包括两个步骤：首先，是在氧化剂的作用下，使水中的二价铁转化成三价铁，由离子状态转化成絮凝胶体Fe(OH)3状态；然后是三价铁絮体Fe(OH)3的去除。用于氧化水中二价铁的氧化剂，多以空气中的氧作为氧化剂。
目前生产中利用空气中O2氧化除铁的方法有两种：自然氧化法除铁和接触氧化法除铁。
1、自然氧化法除铁
所谓自然氧化法除铁，就是让水与空气接触，空气中的O2便迅速溶于水中，使Fe2+氧化成Fe3+进而水解生成Fe(OH)3，然后沉淀和过滤将其去除，便可达到去除水中铁质的目的。自然氧化法除铁过程只有在水的Ph值不低于7.0的条件下才可能顺利进行。一般，地下水中Fe2+的自然氧化速度比较缓慢，所以水经曝气后，应设置氧化反应沉淀池，以提供一段反应时间，才能保证水中Fe2+的浓度降至要求的数值，这段时间一般为1~3小时。自然氧化法除铁用的滤池，对截留三价铁絮体的要求是很严格的，一般都采用较厚的滤层（0.8~1.2m）和较低滤速（6~10m/h）,以便将水中的含铁浓度降至0.3mg/L以下。
2、接触氧化法除铁
接触氧化法除铁与常规水处理的接触过滤法相似，含铁水经过曝气后立即进入滤池，依靠有催化作用的滤料对二价铁进行吸附和催化氧化，从而大大提高了溶解氧氧化二价铁的速度，使Fe2+转化成Fe3+的氧化过程和Fe3+的水解及水解物的去除过程均在滤层中完成，即在滤层内完成了氧化除铁的两个步骤。最早用于接触氧化除铁的滤料是含有高价锰氧化物的天然锰砂。在长期生产实践中发现：新铺的天然锰砂滤料，除铁效果较差，使用时间越长，锰砂滤料外包裹的棕黄色或黄褐色的铁锈层越厚、除铁效果越好。滤料从除铁效果差逐渐转好并稳定下来的过程，称为滤料的“成熟”过程。滤料成熟过程所需要的时间称为“成熟期”，成熟期大约为一周左右。另外，除铁滤池的反冲洗强度为18~20L/m2.s，反冲洗时间为10~15分钟，还要看看这两项能否达到要求。
