Каталитические технологии обработки воды основаны на применении специально подготовленных фильтрационных материалов, обладающих каталитическими свойствами.

Каталитические материалы представляют собой зернистые фильтрующие среды, содержащие в своем составе каталитические материалы для окисления двухвалентного железа (Fe²⁺), двухвалентного марганца (Mn²⁺) и сероводорода (H₂S). В качестве каталитического материала чаще всего используется диоксид марганца MnO2, который обычно нанесен на поверхность гранул среды. Сами гранулы среды изготавливаются из алюмосиликатов, а затем в их состав вводятся катализатор и другие активирующие среду материалы.

Каталитические материалы, в основном, применяются для очистки подземных вод, так как именно в подземных водах часто присутствуют растворенные формы двухвалентного железа, марганца и сероводород. Для проведения обезжелезивания, деманганации и удаления сероводорода требуется их окисление и осаждение образующихся малорастворимых окисленных соединений: гидроксосоединений трехвалентного железа, диоксида марганца, серы. При использовании каталитических материалов осаждение этих соединений происходит непосредственно на гранулах среды, где происходил сам процесс окисления. В этом состоит отличие работы каталитических загрузок от традиционных инертных загрузок, при использовании которых требуется укрупнение образованных осадков вследствие того, что окисление происходит в объеме воды, а не на поверхности гранул.

Для работы каталитических сред требуется предварительное введение в исходную воду окислителя, в качестве которого могут применяться кислород воздуха, гипохлорит натрия, перманганат калия, а также сам диоксид марганца, входящий в состав среды.

Основные типы применяемых каталитических загрузок и их характеристики представлены в табл. 1.