生化模式凈水主要是靠硝化細菌,硝化細菌從無到有這個過程俗稱掛膜。硝化細菌掛膜需要濾材(細菌屋);硝化細菌屬于好氧細菌,因此需要氧氣;硝化細菌繁殖還需要養分,也就是魚糞。再滿足上訴三個情況下,保持25度水溫,硝化細菌從無到有需要將近35天,15度水溫情況下需要50天或者更久,這個過程叫冷啟動。想快速啟動,可以使用液體硝化細菌,或者添加一些其他已經掛膜的濾材進來進行引菌,這個過程叫熱啟動。海水系統應為高鹽度的問題,自然掛膜時間比淡水系統要長一倍以上,時間也隨鹽度升高而延長。
20世紀80年代,國外的工廠化循環水養殖設施和技術開始進入中國,當時各地花巨資共引進了西德和丹麥約30余套循環水養殖設施,但由于高昂的投入和運行成本,上述設施很快便被束之高閣。1988年,中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所在吸收消化國外技術的基礎上,設計了國內第壹個生產性的工廠化循環水養殖車間。隨著養殖業和物流的迅速發展,北方冬季的吃魚問題得到很大改善。隨著北方魚價的大幅下跌,工廠化循環水養殖的經濟性受到了嚴重的質疑,加上技術上的不成熟,工廠化循環水養殖的發展進入了低谷。
在分解細菌的作用下,再進一步轉化成了氨。被魚類吃掉的一部分經過魚類的消化,也轉變成氨。殊途同歸的氨在分子態時是一種劇毒物質。在硝化細菌的作用下,它會被轉化成亞鹽。亞鹽是一種不太穩定的物質。在高氧化還原電位的情況下,會被氧化成亞鹽。此時如果有反硝化細菌,鹽就會被轉化成N2從水中溢出。這樣,水體中的氮元素就完成了一個完整的轉化分離過程。 在實踐中,生物過濾的細菌需要適宜的條件才能起到相應的作用。如水體的溫度、PH、溶氧量、合適的碳氧化、殺菌劑等。因此,不僅要求其他系統設備與生物過濾器配套,更對操作者有一定的技術要求。