La estructura física y microscópica del material de biofiltración de roca volcánica se caracteriza por una superficie rugosa y microporosa, lo que resulta especialmente adecuado para el crecimiento y la reproducción de microorganismos en su superficie, formando biopelículas. Este material filtrante no solo trata aguas residuales municipales, sino también aguas residuales industriales orgánicas bioquímicas, drenaje doméstico, aguas de origen microcontaminadas, etc. Además, puede sustituir a la arena de cuarzo, el carbón activado y la antracita como medios filtrantes en el tratamiento de agua potable. Asimismo, permite un tratamiento avanzado de las aguas residuales tras el proceso de tratamiento secundario de las plantas de tratamiento de aguas residuales, logrando que el agua tratada cumpla con los estándares de reutilización y pueda utilizarse para la reutilización de agua regenerada.

La microestructura química del material biofiltrante de roca volcánica es la siguiente:

1. Estabilidad química microbiana: el material del biofiltro de roca volcánica es resistente a la corrosión, inerte y no participa en la reacción bioquímica del biofilm en el medio ambiente.

2. Electricidad superficial e hidrofilia: la superficie del biofiltro de roca volcánica tiene una carga positiva, lo que favorece el crecimiento de microorganismos. Posee una fuerte hidrofilia, una gran cantidad de biopelícula adherida y una rápida velocidad de crecimiento.

3. Como soporte de la biopelícula, el biofiltro de roca volcánica no tiene ningún efecto dañino ni inhibidor sobre el microorganismo inmovilizado, y se ha demostrado que no afecta la actividad del microorganismo.

El rendimiento hidráulico del biofiltro de roca volcánica es el siguiente:

1. Porosidad: la porosidad promedio interna y externa es de aproximadamente el 40%, y la resistencia al agua es baja. Al mismo tiempo, en comparación con otros materiales filtrantes similares, se requiere una menor cantidad, lo que permite alcanzar el objetivo de filtración deseado.

2. Superficie específica: gran superficie específica, alta porosidad e inercia, lo que favorece el contacto y el crecimiento de los microorganismos, mantiene una mayor biomasa microbiana y facilita el proceso de transferencia de masa de oxígeno, nutrientes y desechos generados en el proceso de metabolismo microbiano.

3. Forma del material filtrante y patrón de flujo de agua: debido a que el material filtrante biológico de roca volcánica no es granular puntiagudo, y la mayoría del diámetro de los poros es mayor que el de la ceramsita, tiene poca resistencia al flujo de agua y ahorra consumo de energía.