Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của hệ thống sinh học hiếu khí cải tiến có lớp đệm ngập nước (N-SAFB, novel - submerged aerated fixed bed) trong xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp giàu nitơ vô cơ. Mô hình được chế tạo ở quy mô phòng thí nghiệm, với cấu hình lớp đệm ngập nước và đầu phun oxy F.BT-50. Hệ thống được vận hành trong 19 ngày, gồm 10 ngày khởi động và 9 ngày vận hành ở ba mức tải NH₄⁺-N: 5,5; 19,4; và 31,6 g-N/m³/ngày, với thời gian lưu thủy lực 6 giờ. Kết quả cho thấy hệ thống đạt hiệu suất loại bỏ NH₄⁺-N ổn định, từ 80 ± 17% đến 93 ± 7%, với nồng độ đầu ra dao động từ 0,10 đến 1,58 mg/L. Các chỉ tiêu BOD₅, SS và PO₄³⁻-P cũng được xử lý hiệu quả, lần lượt đạt 61–73%, 74–91% và 58–62%. Hệ thống thể hiện khả năng vận hành ổn định, duy trì DO ≥ 6 mg/L và không phát sinh hiện tượng bùn nổi. So với các mô hình xử lý trước đó, N-SAFB cho thấy khả năng thích nghi nhanh, hiệu quả cao và phù hợp ứng dụng trong nuôi thâm canh.