ไนตริฟิเคชัน

ไนตริฟิเคชันคือกระบวนการออกซิเดชันทางชีวภาพแบบใช้ออกซิเจนในสองขั้นตอนเพื่อเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไนเตรต โดยอาศัยแบคทีเรียกลุ่มเคโมออโตโทรฟ (chemoautotrophic bacteria): สิ่งมีชีวิตที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียจะเปลี่ยน NH3/NH4+ เป็นไนไตรต์ (NO2-) และสิ่งมีชีวิตที่ออกซิไดซ์ไนไตรต์จะเปลี่ยนไนไตรต์เป็นไนเตรต (NO3-) กระบวนการนี้เป็นหัวใจสำคัญของการกรองชีวภาพในระบบ RAS และเป็นแหล่งกักเก็บไนโตรเจนหลักที่ได้รับจากอาหารสัตว์ กระบวนการนี้ใช้ออกซิเจนในปริมาณมาก (ประมาณ 4.6 mg O2 ต่อ 1 mg ของ TAN ที่ถูกออกซิไดซ์) และใช้อัลคาลินิตี้ (ประมาณ 7.1 mg CaCO3 ต่อ 1 mg TAN) ดังนั้นระบบการเลี้ยงแบบหนาแน่นจึงต้องมีการวางแผนการเติมอากาศและการปรับค่าความเป็นด่างให้สอดคล้องกับภาระของกระบวนการไนตริฟิเคชัน อัตราการเกิดกระบวนการจะเร็วที่สุดที่อุณหภูมิ 25–30°C, pH 7.5–8.0 และมีออกซิเจนละลายน้ำสูงกว่า 4 mg/L และจะลดลงอย่างรวดเร็วหากอยู่นอกสภาวะเหล่านี้ ผลผลิตขั้นกลางคือไนไตรต์นั้นมีความเป็นพิษในตัวเอง โดยจะออกซิไดซ์ฮีโมโกลบินในเลือดปลาให้กลายเป็นเมทฮีโมโกลบิน ดังนั้นระบบที่ดีควรควบคุมไนไตรต์ให้ต่ำกว่า 1 mg/L สำหรับเกษตรกร ประสิทธิภาพของไนตริฟิเคชันคือตัวตัดสินระหว่างการผลิตที่มั่นคงกับวิกฤตการณ์ทางน้ำที่เกิดขึ้นซ้ำซาก และเป็นเหตุผลว่าทำไมต้องใช้ยาปฏิชีวนะอย่างระมัดระวัง เนื่องจากสารเคมีหลายชนิดทำลายกลุ่มแบคทีเรียไนตริฟิเคชันและอาจส่งผลให้ระดับแอมโมเนียพุ่งสูงขึ้นอีกครั้งในเวลาต่อมา ไนตริฟิเคชันทำงานร่วมกับดีไนตริฟิเคชันเพื่อปิดวงจรไนโตรเจน