תהליך חול המנגן להסרת ברזל, מנגן ומימן גופרתי ממי התהום נמצא בשימוש מאז שנות ה-50 בבני אדם. כיום ישנם שני תהליכי טיפול נפרדים הקשורים לשימוש בחול מנגן; באופן ספציפי, ה"IR" (התחדשות לסירוגין) וה-"CR" (התחדשות מתמשכת), שניהם הפכו לסטנדרטים בתעשייה. בנוסף, חול מנגן יכול, בתנאים מסוימים, להסיר מנגן על ידי חמצון קטליטי.
חול מנגן מזוהה בצורה נכונה יותר כגלאוקוניט, חומר ברזל, אשלגן, אלומינו-סיליקט ממקור ימי. חול מנגן שימש מאז שנות ה-20 במקור כזאוליט טבעי לריכוך מים בשל יכולת חילופי היונים הגבוהה יחסית שלו, בקירוב של 3,000 גרגירים/קוב.
להסרת ברזל ומנגן נשטפים הגרגרים הנודולריים המופיעים באופן טבעי של חול מנגן ומסווגים כדי לייצר מדיית סינון בעלת ניתוח מסננת של 18 x 60 רשת עם גודל יעיל של 0.3-0 .35 מ"מ ומקדם אחידות של 1.60 או פחות, המעניקים למדיה מאפייני סינון מצוינים. חול המנגן מיוצב, ואז מצופה בתחמוצת מנגן במצבי ערכיות שונים. ציפוי זה הוא המספק לחול המנגן את תכונות החמצון-הפחתת הכימיים המיוחדות שלו להסרת ברזל ומנגן וכן כמויות קטנות של מימן גופרתי.
היתרונות של תהליך חול המנגן על פני אוורור וסינון הם שאיבה יחידה (כפי שהתהליך כולל בדרך כלל סינון בלחץ), אמינות, גמישות ושפכים איכותיים יחד עם קלות תפעול. גם תהליכי ה-CR וגם ה-IR אינם מסובכים יחסית הן בתכנון והן בתפעול שלהם ומביאים לשיטה יעילה ואמינה להסרת ברזל ומנגן.
המנגנון להסרת ברזל ומנגן על ידי חול מנגן בשיטת CR הוא חמצון ואחריו סילוק פיזי של המשקעים המתקבלים על ידי סינון באמצעות חול מנגן או מצע ירוק מנגן ואנתרציט. בשיטת IR מסירים את המנגן על ידי חמצון במגע. בדרך כלל, שיטת CR משמשת כאשר הברזל שולט עם כמויות קטנות של מנגן בלבד, בעוד שתהליך ה-IR או החמצון הקטליטי משמש למים שבהם נדרשת הסרת מנגן, עם או בלי נוכחות של ברזל.