生物过滤是整个水处理系统中最重要的环节，想必大家都不陌生，然而整个生物过滤过程又是目前为止科学家们掌握的基础信息最少，作用机制最神秘，控制最没把握的部分。它不像机械过滤过程，多大的孔径、多少的去除率完全都可以计算出来。生物过滤表面上看是简单的氨氮无害化的过程，实际上中间反应环节众多，无数不同种类的微生物相互协作，每个中间反应又受到多个因素的影响和作用，因此要想精确控制其过程，是非常有挑战性的事。目前单单一个生物过滤过程就养活着全世界数十个科学家团队和实验室，足见其复杂程度。反过来也证明了，造物主对生物的精密雕琢远远超出我们的想象，世界的乐趣和多样性也正源于此。
在工厂化循环水养殖系统中，氮元素是普遍存在的，残饵粪便等等都有它的踪影，它是构成蛋白质的必要元素。
鱼类在生长过程中不断地摄食饲料，消化利用饲料中的蛋白质后，会排出氨氮，排出的粪便中含有的蛋白质也会发酵产生氨氮等物质，氨对于鱼类是剧毒的，它能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能，导致鱼类的死亡。就像一条刚死的鱼是没有味的，腐败时就会产生刺鼻的臭味，这里边就有氨的味道。
有人认为鱼的排泄物可以当作蔬菜的氮肥，可蔬菜根本无法直接利用鱼类排泄物。这些排泄物必须在那些腐生细菌的“帮助”下，变成一些小分子无机物如氨、硫化氢等(都是剧毒物)。硝化细菌就把氨转化成蔬菜可以直接利用的硝酸盐，这才把那些蔬菜养得肥肥壮壮的，鱼儿也避免了氨毒之苦。
硝化细菌以氨和氧气作为食物吗?
循环水养殖系统如果断电了，硝化细菌能活多久?
断电面临着缺少氧气的问题，对硝化细菌肯定是不利的，一部分硝化细菌陆续死亡，但部分亚硝酸菌会启动休眠模式(极低消耗，环境适合会活化)，而部分硝酸菌会启动异养模式，寻求生机。
至于存活时间，很难回答，但起码像滴流，底滤等开放性且与物理过滤区隔开的过滤系统，只要是滤材还保持湿润，大部份硝化细菌还能存活1天以上，而不至于崩溃的。
