水族館、養魚廠、育苗廠等人造水體的封閉循環系統中的關鍵技術與設備是作為凈水微生物的“生物包”。當今生物包中的微生物有以下三大類：
1.土著微生物
是在當時當地水源水域中土生土長的微生物，在水中或固著在生物包的填料上形成生物膜，是在自然狀態下形成的。
傳統的生物包不是利用人工培育的微生物，而是對自然生長的微生物群體加以馴化、自然選擇繁殖利用。這類微生物包括細菌、真菌、藻類、原生動物和相應的分解污染物的酶體系。
土著微生物，如活性污泥，最大的問題是只降解碳系污染物有效，而對氮系污染物的作用不大。光合細菌也是水中土著菌，它能降解BOD的含碳廢水，去除率98%，但對總氮的去除率僅為66.7%，比活性污泥略好，但不能解除人造水體的氮系污染物。
2.外來微生物
在自然界中，能有效降解水體中碳、氮、磷、硫系污染物的高效菌株生長在土壤中，因為那里有它們所需要的氮、磷、鉀及其他必需的營養元素。而自然界的海、淡水原來未受污染，缺乏這些營養元素，就很少有這些細菌生長，對水體來說，它們都是外來菌，如氨化細菌、硝化細菌、反硝化細菌、固氮菌和纖維素分解菌，大多是好氧和兼性厭氧菌。
從自然界嚴格分離篩選出的多種高效廣普微生物，再經過互補、共生機制培育，是凈水功能倍增。把它接種到生物包上，由于微生物之間的共生、競爭、排斥、偏害、拮抗，會受到土著微生物的攻擊，因此需要用大量的外來菌才能形成優。一般水體(湖水)每毫升有細菌1000個到100萬個，外來菌就應有10億到 1000億個，過幾天就加一次營養液，并增加水中的溶氧量，攪拌水體，才能形成優勢種群。
也可采取先將原來土著微生物全部殺滅，3天后再加接外來有益菌群。這類微生物已廣泛運用于水族館、工業化育苗廠、豪華型水族館。
水族館、養魚廠等人造水體可以做到無土著菌，而把外來有意凈水菌培養成那里的土著菌。一旦它們成為人造水體的當家菌和物質循環的主要微生物，就能使人造水體維持生態平衡，養魚就可以終年不換水，不用藥。
凈水外來菌主要是芽孢桿菌。它是土壤中的優勢種群。它耐熱、耐寒、耐壓，可以在干燥狀態下長期保存，在好氧厭氧條件下均能生存。它們中除個別菌種為病原菌外，絕大部分都是對動植物無害的腐生菌。它們具有很強的分解碳系、磷系、硫系污染物，分解蛋白質和復雜多糖的能力，對水溶性有機物分解也起著重要的作用。由于它的特性與功能優于光合細菌而成為光合細菌的替代產品。國外許多生物工程企業將它從土壤中分離出來，引入水體中，成為目前國際凈水界的新寵。
我國有益菌的研制、生產剛剛起步，存在問題主要是加工處理后穩定性差，細菌易失活，功效降低。
3.基因工程菌
研究表明，從環境中分離篩選的菌種，其降解污染物的酶活性有限，要高效、快速超常發揮，就得用現代基因工程來改造微生物，形成基因工程菌，又稱工程微生物。
運用生物工程技術，采用細胞融合、基因重組技術等遺傳工程手段，可以將某種降解污染能力強的微生物的降解基因，轉入繁殖能力強、適應性好的受體微生物中，構建出高效的具有廣譜降解能力的基因工程菌。
凈水微生物主要有以下功能和特點：
1.去碳去氮
如芽孢桿菌、堿桿菌屬、假單胞菌、黃桿菌等復合菌有去除水中的碳、氮、磷系化合物的能力，并有轉化硫、鐵、汞、砷等有害物質的功能。
2.殺滅病毒
如枯草桿菌、綠膿桿菌具有分解病毒外殼酶的功能而殺滅病毒。
3.降解魚藥的毒性
如假單胞菌、節桿菌、放線菌、真菌有降解轉化殘留化學魚藥的功能。
4.絮凝作用
如芽孢桿菌、產氣桿菌、產堿桿菌、黃桿桿菌等有生物絮凝作用，可以將水體中的有機碎屑結合成絮狀體，使重金屬離子沉淀，很容易被過濾器截流而移出系統外，使水體清澈。
5.反硝化作用
如芽孢桿菌、短桿菌、假單胞菌都是好氧菌和兼性厭氧菌，以分子氧作最終電子載體，在供氧不充分的時間與空間，可以利用硝酸鹽為最終電子載體，起反硝化作用，將硝酸鹽移出系統外，提高PH值。
6.徹底凈化
這種復合菌能利用水中濃度極低的營養物質，在水中硝酸鹽、葡萄糖僅為1-10毫克/升時，這些水生細菌仍能利用和耗盡它，把氮和氨的濃度降至為0。
編輯：songjiajie2010