Die physikalische und mikrostrukturelle Beschaffenheit von vulkanischem Gestein als Biofiltermaterial zeichnet sich durch eine raue Oberfläche und Mikroporen aus, die besonders geeignet sind für das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen zur Bildung eines Biofilms. Vulkanisches Gestein als Filtermaterial eignet sich nicht nur zur Behandlung von kommunalem Abwasser, sondern auch von biochemisch-organischen Industrieabwässern, häuslichem Abwasser, mikroverunreinigtem Rohwasser usw. Es kann Quarzsand, Aktivkohle und Anthrazit als Filtermaterialien in der Wasseraufbereitung ersetzen. Gleichzeitig ermöglicht es die weitergehende Aufbereitung von Restwasser nach der zweiten Reinigungsstufe in Kläranlagen. Das so aufbereitete Wasser erfüllt die Anforderungen für die Wiederverwendung von Brauchwasser.

Die chemische Mikrostruktur des vulkanischen Gesteins als Biofiltermaterial ist wie folgt:

1. Mikrobielle chemische Stabilität: Das Biofiltermaterial aus Vulkangestein ist korrosionsbeständig, inert und beteiligt sich nicht an der biochemischen Reaktion des Biofilms in der Umwelt.

2. Oberflächenelektrizität und Hydrophilie: Die Oberfläche des vulkanischen Gesteinsbiofilters ist positiv geladen, was das Wachstum von Mikroorganismen begünstigt. Sie weist eine starke Hydrophilie, eine hohe Anhaftungsrate von Biofilm und eine schnelle Biofilmbildung auf.

3. Als Träger des Biofilms hat der vulkanische Gesteinsbiofilter keine schädliche oder hemmende Wirkung auf die immobilisierten Mikroorganismen, und es wurde nachgewiesen, dass er die Aktivität der Mikroorganismen nicht beeinträchtigt.

Die hydraulische Leistungsfähigkeit des vulkanischen Gesteinsbiofilters ist wie folgt:

1. Porosität: Die durchschnittliche Porosität innen und außen beträgt ca. 40 %, der Wasserwiderstand ist gering. Gleichzeitig ist im Vergleich zu Filtermedien gleicher Art die benötigte Menge an Filtermaterial geringer, wodurch das gewünschte Filterziel dennoch erreicht werden kann.

2. Spezifische Oberfläche: große spezifische Oberfläche, hohe Porosität und Inertheit, was den Kontakt und das Wachstum von Mikroorganismen begünstigt, mehr mikrobielle Biomasse erhält und den Stoffaustausch von Sauerstoff, Nährstoffen und Abfallprodukten, die im mikrobiellen Stoffwechsel entstehen, erleichtert.

3. Form des Filtermaterials und Wasserströmungsmuster: Da das biologische Filtermaterial aus Vulkangestein nicht spitz zuläuft und der Porendurchmesser meist größer als bei Blähton ist, bietet es einen geringen Wasserströmungswiderstand und spart Energie.