Acest capitol trece în revistă chimia și biochimia nitrificării. Procesele biologice pentru controlul reziduurilor azotate din efluenți pot fi clasificate în două mari domenii: (1) producerea unui efluent în care azotul (amoniac și azot organic) este transformat în azot nitrat și (2) reducerea nitraților în azot gazos. În prima etapă, nitrificarea este realizată de bacterii care oxidează amoniacul în nitrat, cu formarea intermediară de nitriți. Cea de-a doua etapă, denitrificarea, este utilizată după nitrificare atunci când trebuie redus conținutul total de azot din efluent. Cele două genuri principale de bacterii importante în procesele de nitrificare biologică sunt Nitrosomonas și Nitrobacter. Pentru a obține nitrificarea într-o stație de tratare, trebuie îndeplinite două condiții. În primul rând, vârsta nămolului trebuie să fie suficient de mare pentru a preveni spălarea nitrificatorilor cu creștere lentă, aplicând sisteme active de proiectare a nămolului. În al doilea rând, timpul de contact între masa bacteriană și amoniac trebuie să fie suficient de lung pentru a oxida amoniacul.
.