Con l’espressione “sostanze di scarto” si intende principalmente le deiezioni animali (urina e feci) ed i resti di cibo non consumato che restano all’interno della vasca di allevamento. Tali resti subiscono trasformazioni da parte dei batteri che colonizzano il sistema acquaponico e come prodotto finale restituiscono nitrato (ciclo dell'azoto). I nitrati sono sostanze di scarto che tendono ad accumularsi nel sistema, divenendo tossiche per i pesci ad elevate concentrazioni \cite{Graber_2009} \cite{a2014}
Nei tradizionali sistemi di acquacoltura i nitrati vengono smaltiti attraverso i cambi d’acqua che permettono di diluirne la concentrazione. Questo approccio però aumenta il consumo idrico e pone il problema dello smaltimento di tali nutrienti. Invece nei sistemi acquaponici è possibile riutilizzare i nitrati per alimentare le piante. Esse, infatti, necessitano di azoto per il loro sviluppo, che può essere assimilato dalle radici sotto forma di nitrato. Assorbendo i nitrati presenti nell'acqua, le piante ne diminuiscono la concentrazione riducendone le quantità presenti nell'acqua fino ad un livello ottimale per il benessere del pesce \cite{Graber_2009} \cite{a2014}.
In generale gli elementi essenziali per il funzionamento di un sistema acquaponico sono 5 (Figura 3) \cite{Rakocy_2004} \cite{culture} \cite{Rakocy_2012}