1.活性污泥法。即微生物（细菌、真菌、原生动物）在供养充分的条件下以有机污水为养料大量繁殖形成具有絮凝能力和沉降性能的“活性污泥”。颜色黄褐，气味泥土，比重1.002-1.006，比表面积20-100cm2/ml，颗粒尺寸0.02-0.2mm，含水率99%。污水净化过程包括有机物吸附和稳定生物分解两个阶段。产物为CO2和H2O等稳定无机质及自身细胞增殖。生长影响因素包括溶解氧量、营养物质（碳、氮、磷）、温度（20-30℃）、pH（中性）等。净化结果：水变澄清，水质有机物指标改善，水底沉淀少许污泥絮体。
一般鱼缸中带曝氧泵而不带上滤底滤等物理生物过滤系统或者过滤系统过于孱弱的（小瀑布之类），无法自主净化高代谢量有机污水而又长期不手动换水的，在满足合适生长条件的情况下有几率在鱼缸内自然形成一定规模的活性污泥絮体沉淀。比如我家的苹果螺养殖缸，30的热弯小缸几百只螺，只有小瀑布满足基本水循环和曝氧，长期健忘不换水，还时常投喂菜叶，啃食的叶茎余渣在水中自然腐败，日常螺便铺了缸底一地。如果不是在底沙层上及时长出了大片活性污泥絮体，和水中的植物一起消耗着过高的有机物稳定着水质，我的一缸螺早就去见马克思了。我的无过滤米虾缸里在适宜的温度下也会长少量活性污泥，但米虾代谢不如螺快，并没有产生足够量有机废物，让污泥形成肉眼可见的规模。
只要有可靠地物理过滤手段（干湿分离）和稳定的硝化系统，一般过滤完备的鱼缸是不会形成活性污泥絮凝的。
2.生物**。与活性污泥法净化机理相同，区别在于微生物生长方式。在活性污泥法中，微生物以活性污泥絮体的形式悬浮在水中，所需氧气来自水。生物**中，微生物生长附着在填料或载体的表面上形成生物膜，污水与生物膜接触而得到净化，所需氧气一般直接来自大气。活性污泥法可以看做是水体的自然净化的强化，生物**可以认为是模仿土壤的自净过程。
当有机废水与填料表面相接触时，微生物在填料表面代谢生长，增殖后形成大量微生物群的粘液状膜，即生物膜。由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，表层形成由好氧和兼性微生物组成的好氧层，内部由于相对缺氧，形成由厌氧和兼性微生物组成的厌氧层。随着生物膜生长，厌氧层增厚，代谢产物过多，使得膜失去黏附性能而老化脱落，开始新一轮挂膜过程。生物膜通过周期生长保持其稳定的降解污水有机物功能。由于栖息环境较为安逸稳定，平均停留时间较长，易于增殖，硝化细菌等世代时间较长的微生物也能够良好生长。故生物**因能存活硝化和亚硝化菌而具有硝化脱氮功能。采用适当运行方式还可能具有反硝化功能。
生物滤池是生物膜反应器的初形式。普通生物滤池（滴滤池）是代生物滤池，具有高有机物去除率，节省能耗，运行稳定的特点。微生物需氧直接来自空气。鱼缸滴滤盒即采用滴滤池的模型，包括了池体、滤床、布水、排水的结构。
生物接触氧化池是将填料全部淹没入水中的浸没式生物滤池，从填料上脱落的微生物膜可以随水流带走，通过物理过滤手段清除，而微生物所需的氧气来自水中的曝氧。一般通过氧化池底布气，气泡上升向水中供氧。鱼缸的上滤、底滤、侧滤等过滤方式基本参照生物接触氧化池模型。而净化的效率显而易见的与滤池水体中含氧量直接相关。
3.人工湿地。这是仿自然湿地生物处理系统的污水净化方式，净化作用与好氧塘相似。自然湿地土壤具有通过物理、化学及生物反应过程促进植物生长以及污水净化作用。砾石、河砂等均可作为培育水生植物的土壤介质。人工湿地常选用适合沼泽地生长的挺水水生植物，如芦苇、菖蒲、水葱、伞草等。这些维管束植物向其根部输送光合作用产生的氧气，使其根部周围及水中保持一定浓度的溶解氧，使根区附近的微生物能够维持正常的生理活动。水生植物也能够直接吸收分解有机污染物，还具有均匀水流、遮挡光照、抑制藻类过度生长等多种作用。湿地对污水的作用机理包括了物理沉降、根系阻截、土壤吸附、微生物代谢等多方面。植物根系的某些分泌物对有害细菌和病毒具有灭活作用。
人工湿地主要分三种类型：表面流型、潜流型、潜流渗滤型。表面流型即水层在地表以推流前进，有机负荷率及水力负荷率较低，一般不采用。潜流湿地污水与布满生物膜的填充介质和溶解氧充分的植物根区充分接触，在潜流过程中得到净化。现家庭鱼缸采用的湿地过滤池模型即为潜流式，内填充砾石或滤材，上部种植植物。潜流渗滤型是潜流湿地与土地渗滤处理系统的结合，需要黏性土壤介质，不做讨论。
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