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Die biologische Filterung oder Nitrifikation
bedeutet den mikrobiellen Umbau des Ausscheidungsproduktes
Ammoniak (NHi) über Nitrit (NO2) zum Nitrat (NO3).
Fische scheiden aus dem Proteinstoffwechsel Ammoniak über die Kiemen aus.
Bei einen stabilen pH-Werten zwischen 6,8 und 8,2 kann der mikrobielle Umbau erfolgen.
Steig der ph-Wert durch günstliche Einwaschung von Sauerstoff plötzlich stark an, dann liegt diese Stickstoff-Verbindung zunehmend als giftiges Ammoniak NH3 vor.
Die Filterbakterien bauen Ammoniak über das immer noch fischgiftige Nitrit zum Nitrat um, welches ungiftig ist, aber auf Dauer das Wasser belastet und im Übermaß z. B. auch für schlechtes Pflanzenwachstum und Algenprobleme mit verantwortlich gemacht werden kann.
Da die Nitrifikation nur mit Hilfe von Filterbakterien ablaufen kann, versteht es sich fast von selbst, dass es einige Zeit dauert, bis sich bei Neueinrichtungen aquarienspezifisch eine ausreichende Anzahl im Substrat - besonders effektiv im Filtersubstrat - angesiedelt hat. Man spricht von der Einfahrphase des Aquariums.
Aber auch in einem etablierten Aquarium benötigt der Filter bei einer Erhöhung des Fischbesatzes etwas Zeit, um sich an die gesteigerten Ammoniak-Ausscheidungen anzupassen.
Die Nitrifikation verbraucht Sauerstoff.
Ein biologischer Filter funktioniert unabhängig von seiner Bauart oder Dimensionierung nur dann optimal, wenn den Filterbakterien immer ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht.
 Darum ist es notwendig die Wasseroberfläche über der OFA in das Filtersystem einzubeziehen.
Es tritt besonders häufig nachts ein mitunter starker Sauerstoffmangel ein, da nicht nur Tiere und aerobe Mikroorganismen, sondern auch alle Pflanzen den gelösten Sauerstoff verbrauchen.
Heute kann man sich auch den gegenläufigen Prozess der Denitrifikation im Aquarium durch entsprechende Produkte zur Senkung des Nitratgehaltes und damit der Verbesserung der Wasserqualität einfach und effektiv zu Nutze machen.
Man schliesst die Wasseroberfläche einfach in den Filterkreislauf mit ein.
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