硝化系统篇之-硝化细菌的基本知识
硝化作用的效率
硝化作用的效率取决于系统中硝化细菌之数量及其生长速率。在自营性硝化反应（autotrophic nitri-fication）中，氨或亚硝酸盐可提供能量来源，因为两者透过生物氧化程序均可产生相当多之能量。利用这些能量的一部份，硝化细菌可用于繁殖，以增加它的数量。
利用CO2合成有机物进而构成繁殖的基质是自营性细菌的本能，已知细菌细胞之分子式大致可表示为C5H7O2N3，基于此，硝化细菌利用CO2合成细菌繁殖基在各阶段的化学反应如下：
watchman1.氨氧化阶段（ammonia-Oxidation stage）：
15CO2＋13NH3→10NO2－＋3C5H7O2N＋10H＋＋4H2O 欺负的意思
snacks2.亚硝酸盐氧化阶段（nitrite-Oxidation stage）：
drink怎么读5CO2＋NH3＋10NO2－＋2H2O→10NO3－＋C5H7O2N 全国卷1数学
根据上述反应，1公斤氨气之自营性硝化反应，在第一阶段中约可产生150克的生物质（biomass），在第二阶段中约可产生20克的生物质，二者之数值皆以干重（dry-weight）为基准。由此可知亚硝酸菌繁殖的速率比硝酸菌快很多（约为7.5倍），因此亚硝酸化作用之效率应高于硝酸化作用，换言之，在养殖池中有NO2－累积应属正常之现象。
越南语在线翻译硝化细菌用于生长及繁殖所需的CO2主要是由异营性细菌消费有机物之氧化反应中提供，因此在养殖池中通常均有稳定的CO2来源才使硝化细菌的生长及繁殖不致受到限制。可是也有一些养殖池对有机污染的防治作得相当成功，以致异性反应程序伴随发生之CO2比较少，而形成硝化细菌与藻类竞争CO2资源的局面。在这种情况下，CO2极可能成为硝化细菌生长与繁殖的限制因子。此时必须另外补充无机碳源才能消除CO2对硝化细菌的限制，通常的作法是在养殖池中加入可溶性碳酸盐（canbonate）或重碳酸盐（bicarbonate），而且也可以顺便补正由于硝化反应所导致的pH值降低。
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欧拉常数硝化细菌必须栖息于固体表面才能进行硝化作用与生殖作用，但在养殖池中许多固体表面（如池底表面）均被腐生异营性细菌所盘据，使可供硝化细菌居住的空间相对减少，这当然也会影响硝化作用的效率，原因是缺少合适的栖息环境，硝化细菌之数量是很难增加的。有鉴及此，我们可以透过殖工程之规划与设计，为硝化细菌布置一个「家」。
一般生物硝化程序（biological nitrification process）所使用的各种生物反应器就是硝化细菌共同居住的「大小区」，里内可供养许多的硝化细菌。我们可利用养殖污水来喂养它们，并提供合适于它们生存的条件，使它们能在生物反应器中定居下来，不断地为我们消除养殖污水中氨及亚硝酸盐。如此一来，养殖用水就可以一再循环使用，因此可减少换水的频率，对水资源的合理运用也提供了莫大的帮助。
大家，我必须解释一下。
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上面那个化学式有一些问题，大家不要误解，硝化细菌并非是依靠二氧化碳来氧化氨氮和亚硝酸的，而是用氧气的。上面的化学式是个总式，由于硝化细菌是化能自养细菌，他们将氧化氨氮和亚硝酸得到的能量储存起来，然后使用这些能量将二氧化碳合成为自身的细胞物质（葡萄糖），同时放出氧气（这个过程类似于绿色植物的光合作用，只不过能量不来源于光线，而是依靠氧化氨氮来获得），因此在化学总式中氧气看似不参与反应。其实氧气是必须参与反应的物质，氧气的高浓度推动化学反应的快速进行。
但大家必须注意，二氧化碳也是硝化细菌必须的，这一点同样不容忽视。
