本发明提供了一种双向流进水催化氧化同步去除水中氨氮、铁和锰的工艺，采用双向流进水催化氧化滤柱，该工艺包括：第一，原水中污染物浓度分别为：氨氮浓度为0.5～3.0mg/L，铁浓度为0.3～3.0mg/L,锰浓度为0.1～3.0mg/L；第二，双向流进水催化氧化滤柱中的过滤速率为4.0～12.0m/h；第三，催化氧化反应前后上滤料层和下滤料层中的溶解氧浓度始终大于2.0mg/L。本发明的工艺充分利用进水中的溶解氧，无需额外补氧，确保每层滤料最大程度发挥催化氧化作用。本发明的工艺采用双向流进水，中层集水出水，单位时间处理水量大，在无需外部设备额外供氧的情况下，各级滤层能够充分利用进水中携带的溶解氧，发挥催化氧化能力，同步催化氧化高效去除水中的氨氮、铁、锰。