Суть процесса окисления в следующем: на поверхности крупиц пиролюзита образуется атомарный кислород, который отдает двуокись марганца, оставаясь при этом устойчивым оксидом MnO. Рабочий слой поверхности крупиц пиролюзита тончайший — буквально несколько молекул. Растворенное железо, имея контакт с данным материалом, окисляется до нерастворимой трехвалентной формы и сорбируется на поверхность частиц сорбента МС1, который обычно засыпают в одну колонну вместе с пиролюзитом. Эти два материала в некоторой степени смешиваются в колонне обезжелезивателя.
Во время обратной промывки крупицы пиролюзита и сорбента МС псевдоожижаются, оказываясь в свободном плавании в толще воды из-за расширения слоя загрузки на 30–40% при интенсивном движении воды снизу вверх. Возникает что-то наподобие гейзера, где твердые вещества, находясь в потоке воды, всплывают и тонут, затем снова всплывают. В этом процессе обратной промывки частицы трутся друг об друга и отработанный слой пиролюзита физически стирается от этого трения, уносится в канализацию вместе с гидроокисью железа, марганца и другими удаляемыми веществами. Открывается новый активный слой пиролюзита, готовый в некоторой степени окислять растворенное железо, марганец и все, что поддается окислению. При этом истираемость загрузки оценивается производителями в 5–8% в год.
По такой же схеме работает загрузка Baufilter B, которую тоже используют как автокаталитический материал. Он на 89% состоит из двуокиси кремния SiO2 и также отдает свой кислород растворенным веществам в небольшой концентрации. Эта современная загрузка, как и другие пиролюзитные загрузки, может пылить растворенным марганцем в присутствии сероводорода, поэтому данные схемы применяются только, если сероводорода в воде нет, либо концентрация его в пределах 0,003 мг/л.
Применение пиролюзита и Baufilter B в качестве автокаталитического материала годится лишь для небольших концентраций железа < 2,5 мг/л, марганца < 0,3 мг/л. Не рекомендуется для удаления сероводорода и органических веществ в концентрации более 5 мгО/л. При этом pH среды должен быть не менее 7, при снижении pH меньше 6,8, эффективность работы пиролюзита резко падает, а при 6,5 пиролюзит без внешнего окислителя перестает работать вовсе, вместо очистки воды пиролюзиты могу насыщать воду растворенным марганцем.