Este capítulo analisa a química e bioquímica da nitrificação. Os processos biológicos para o controle de resíduos nitrogenados em efluentes podem ser classificados em duas grandes áreas: (1) a produção de um efluente onde o nitrogênio (amônia e nitrogênio orgânico) é convertido em nitrogênio nítrico e (2) a redução do nitrato em nitrogênio gasoso. Na primeira etapa, a nitrificação é feita por bactérias que oxidam a amônia em nitrato com a formação intermediária de nitritos. O segundo estágio, a desnitrificação, é utilizado após a nitrificação quando o conteúdo total de nitrogênio do efluente deve ser reduzido. Os dois principais gêneros de bactérias importantes nos processos de nitrificação biológica são Nitrosomonas e Nitrobacter. Duas condições devem ser cumpridas para obter a nitrificação em uma estação de tratamento. Primeiro, a idade do lodo tem que ser suficientemente elevada para evitar a lavagem dos nitrificadores de crescimento lento, aplicando sistemas de desenho activo do lodo. Segundo, o tempo de contacto entre a massa bacteriana e a amónia deve ser suficientemente longo para oxidar a amónia.