Cấu trúc vật lý và vi mô của vật liệu lọc sinh học đá núi lửa được đặc trưng bởi bề mặt thô ráp và nhiều lỗ nhỏ, đặc biệt thích hợp cho sự phát triển và sinh sản của vi sinh vật trên bề mặt để tạo thành màng sinh học. Vật liệu lọc đá núi lửa không chỉ có thể xử lý nước thải sinh hoạt mà còn cả nước thải công nghiệp hữu cơ sinh hóa, nước thải sinh hoạt, nguồn nước bị ô nhiễm nhẹ, v.v. Nó cũng có thể thay thế cát thạch anh, than hoạt tính, than đá làm vật liệu lọc trong xử lý nước cấp. Đồng thời, nó cũng có thể được sử dụng để xử lý nâng cao nước thải sau quá trình xử lý thứ cấp của nhà máy xử lý nước thải, và nước đã xử lý có thể đạt tiêu chuẩn nước tái sử dụng.

Cấu trúc vi hóa học của vật liệu lọc sinh học đá núi lửa như sau:

1. Độ ổn định hóa học vi sinh: vật liệu lọc sinh học đá núi lửa có khả năng chống ăn mòn, trơ và không tham gia vào phản ứng sinh hóa của màng sinh học trong môi trường.

2. Điện tích bề mặt và tính ưa nước: bề mặt của bộ lọc sinh học đá núi lửa mang điện tích dương, thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Nó có tính ưa nước mạnh, lượng màng sinh học bám dính lớn và tốc độ phát triển nhanh.

3. Là chất mang màng sinh học, bộ lọc sinh học đá núi lửa không gây hại và ức chế vi sinh vật được cố định, và đã được chứng minh là không ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật.

Hiệu suất thủy lực của bộ lọc sinh học đá núi lửa như sau:

1. Độ xốp: Độ xốp trung bình bên trong và bên ngoài khoảng 40%, và khả năng cản trở nước nhỏ. Đồng thời, so với các loại vật liệu lọc cùng loại, lượng vật liệu lọc cần thiết ít hơn, vẫn đạt được mục tiêu lọc như mong muốn.

2. Diện tích bề mặt riêng: diện tích bề mặt riêng lớn, độ xốp cao và trơ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự tiếp xúc và phát triển của vi sinh vật, duy trì nhiều sinh khối vi sinh vật hơn và thúc đẩy quá trình truyền khối lượng oxy, chất dinh dưỡng và chất thải sinh ra trong quá trình trao đổi chất của vi sinh vật.

3. Hình dạng vật liệu lọc và mô hình dòng chảy của nước: do vật liệu lọc sinh học đá núi lửa có dạng hạt không nhọn, và hầu hết đường kính lỗ rỗng lớn hơn so với gốm xốp, nên nó có sức cản dòng chảy của nước nhỏ và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.