La structure physique et microstructurale du matériau de biofiltration en roche volcanique est caractérisée par une surface rugueuse et des micropores, particulièrement propices à la croissance et à la reproduction des micro-organismes à sa surface, permettant la formation d'un biofilm. Ce matériau filtrant peut traiter non seulement les eaux usées municipales, mais aussi les eaux usées industrielles organiques, les eaux de drainage domestique, les eaux de source micropolluées, etc. Il peut également remplacer le sable de quartz, le charbon actif et l'anthracite comme média filtrant dans le traitement de l'eau potable. De plus, il permet un traitement avancé des eaux résiduaires issues du traitement secondaire en station d'épuration, l'eau traitée répondant aux normes de réutilisation.

La microstructure chimique du matériau de biofiltration en roche volcanique est la suivante

1. Stabilité chimique microbienne : le matériau de biofiltration en roche volcanique est résistant à la corrosion, inerte et ne participe pas à la réaction biochimique du biofilm dans l'environnement.

2. Électricité de surface et hydrophilie : la surface du biofiltre en roche volcanique présente une charge positive, ce qui favorise la croissance des micro-organismes. Elle possède une forte hydrophilie, une grande quantité de biofilm fixé et une vitesse de croissance rapide.

3. En tant que support de biofilm, le biofiltre en roche volcanique n'a aucun effet nocif et inhibiteur sur les micro-organismes immobilisés, et il a été prouvé qu'il n'affecte pas l'activité des micro-organismes.

Les performances hydrauliques du biofiltre à roche volcanique sont les suivantes

1. Porosité : la porosité moyenne interne et externe est d’environ 40 %, ce qui réduit la résistance à l’eau. De plus, la quantité de matériau filtrant nécessaire est moindre que pour d’autres types de médias filtrants, tout en permettant d’atteindre les performances de filtration souhaitées.

2. Surface spécifique : grande surface spécifique, porosité élevée et inertie, ce qui favorise le contact et la croissance des micro-organismes, maintient une biomasse microbienne plus importante et facilite le processus de transfert de masse de l'oxygène, des nutriments et des déchets générés au cours du métabolisme microbien.

3. Forme du matériau filtrant et modèle d'écoulement de l'eau : étant donné que le matériau filtrant biologique en roche volcanique est granulaire non pointu et que la plupart des diamètres de pores sont plus grands que ceux de la céramsite, il présente une faible résistance à l'écoulement de l'eau et permet de réduire la consommation d'énergie.