污水廠內(nèi)的硝化作用，是一個(gè)需要兩組細(xì)菌參與才能完成的兩步過(guò)程。也就是第一階段，氨通過(guò)一組自養(yǎng)菌(主要以亞硝化單胞菌屬，亞硝化球菌屬，亞硝化螺旋菌屬，亞硝化葉菌屬等等細(xì)菌為主，注意前面都有亞硝化的前綴)氧化成亞硝酸鹽，第二階段，亞硝酸鹽被另一組的自養(yǎng)菌(主要以硝化菌屬，硝化球菌，硝化螺菌，硝化囊菌屬等細(xì)菌為主，前綴是硝化)氧化成硝酸鹽。這是兩種不同的細(xì)菌在發(fā)揮作用才能完成污水廠內(nèi)的污水硝化，也就是氨氮的生物硝化過(guò)程。
在實(shí)際生產(chǎn)中，去除氨氮所需要的氧氣的大致的量，特別是遇到特殊水質(zhì)進(jìn)水時(shí)，造成進(jìn)水氨氮持續(xù)增高的時(shí)候，要注意溶解氧的調(diào)整，確保這個(gè)生物脫氮的化學(xué)表示的方程能夠進(jìn)行下去。
在生物反應(yīng)池中，如果沒(méi)有及時(shí)中和生成的H+離子，就會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)右端的濃度無(wú)限增加，最終使硝化反應(yīng)不再進(jìn)行。研究表明進(jìn)水中的H+離子較多的時(shí)候，也就是進(jìn)水的PH低于6.8時(shí)，硝化反應(yīng)速率開(kāi)始明顯下降，如果接近6.0，反應(yīng)下降幅度達(dá)到90%。因此在硝化反應(yīng)中，還有一個(gè)對(duì)堿度的需要，也就是中和生成的H+離子的反應(yīng)。
在污水處理過(guò)程中存在的大量的微生物是需要大量的氮元素來(lái)完成自身的生物體繁殖和生長(zhǎng)所需的，因此我們?cè)谙趸磻?yīng)中，還要考慮生物體本身所需要的氮元素，也就是我們通常所說(shuō)的同化作用：構(gòu)成污水廠內(nèi)活性污泥的微生物在自身生長(zhǎng)過(guò)程中從污水中所攝取的氮元素。
除了從化學(xué)反應(yīng)的角度來(lái)看污水廠的硝化過(guò)程以外，我們還要從微生物的生長(zhǎng)來(lái)考察污水廠的硝化反應(yīng)。在相關(guān)的文獻(xiàn)中介紹，硝化系統(tǒng)在生存的環(huán)境溫度在28℃以下時(shí)，反應(yīng)的速率是受到限制的，因此為了突破溫度對(duì)反應(yīng)速率的限制，一般會(huì)控制硝化反應(yīng)的過(guò)程中是氧氣是飽和的狀態(tài)。這也就是在污水廠中的生化系統(tǒng)盡量要保持溶解氧充足來(lái)控制出水的氨氮達(dá)標(biāo)。但是由于硝化菌的反應(yīng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于消耗污水中的有機(jī)物的異養(yǎng)菌的反應(yīng)速率，因此在污水廠中，我們?yōu)榱吮ＷC硝化反應(yīng)的進(jìn)行，就需要控制兩個(gè)因素，一個(gè)是曝氣池內(nèi)的充足的溶解氧，一個(gè)是要有足夠的污泥齡，讓硝化菌有時(shí)間來(lái)進(jìn)行硝化反應(yīng)。