氮元素是生物體中十分重要的元素。它是蛋白質的主要組成之一。生物體內都含有蛋白質。蛋白質是由不同數目的肽鏈組成。而每個肽鏈都是由多個氨基酸分子構成。所以說氨基酸是構成蛋白質的基本單元。氨基酸都含有碳、氫、氧三種元素。有的包含有硫、磷等元素。這一節里我們就主要講一講循環水養殖系統中，氮元素的循環過程。
首先是在一個相對固定密度的養殖水體中，除了必要的蒸發水之外，其它的物質都不會平白消失或產生的。變量主要來自于投入水中的魚食以及排污排走的各種廢物。當然，投入的魚食量都會大于整個場地排出的廢物的量。而這個差額一部分為生物體自身的消耗，一部分成為生物體的身體——它們會從小魚變成大魚。這就是循環水養殖的終意義。我們不僅追求這種終產生的魚類的總量，還會關注它們產生的速度。在藍靈水族的客戶中，部分循環水養殖南美白對蝦場，一年可以出三季甚至四季成蝦。經濟效益相當可觀。
當氮元素存在于魚類的飼料里的時候，它一般是由蛋白質的形式存在的。投喂后，大部分會被魚類吃掉，一小部分未吃掉的飼料就會散落在養殖水體中。在分解細菌的作用下，它們逐漸轉化成了氨基酸，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，是一種易溶于水的物質。它水解后會產生氨根離子和氫氧根離子。但這個化學反應是一個可逆反應。當水中的氫氧根離子濃度較高時，反應向左進行，氨分子濃度就會增高。反之同理。在硝化細菌的作用下，氨會被轉化成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽是一種不太穩定的物質。在高氧化還原電位的情況下，會被氧化成硝酸鹽。此時如果有反硝化細菌，硝酸鹽就會被反硝化成氮氣。這樣，水體中加入的氮元素就完成了一個完整的轉化過程。
在以上過程中，氨分子和亞硝酸根是兩個面相家伙。數據顯示，當氨的濃度超過0.2ppm時，就會對水生魚類造成致使的威脅。因此，運用各種方式去除養殖水中的氨和亞硝酸鹽是循環水過濾系統的核心所在。去除氨氮和亞硝酸鹽，可以利用蛋白質分離器進行先期氣浮分離，再用超聲波、超濾膜等方式去除。但成本低，效果就好的還數生物過濾器去除法。生物過濾器是用培養生物細菌的方式來分解溶解于水中的有毒氮元素。
