Biologická nitrifikace se pro odstraňování aminiakálního dusíky z odpadních vod používá nejčastěji a probíhá za aerobních podmínek. Nitrifikací vznikají sloučeniny, díky kterým bakterie získávají energii pro své životní procesy.
Nitrifikace je proces oxidace amoniaku (NH3, resp. NH4+) na dusičnany (NO3−), a to přes dusitany (NO2−). Z tohoto důvodu je proces nitrifikace rozdělen na dvě fáze, nitritace a nitratace. Souhrnné rovnice nitrifikace jsou následující:
- nitritace: NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e− + 275 kJ energie
- nitratace: NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e− + 76 kJ energie
Nitrifikace je důležitým krokem koloběhu dusíku a jsou v něm zapojeny mnohé půdní bakterie (zejména beta a gama proteobakterie) a archea.[1][2] Z proteobakterií jsou známy nitrifikační bakterie z rodů Nitrosomonas a Nitrosococcus, dále však evolučně jedinečná bakterie Nitrospira. Při této enzymatické oxidaci se uvolňuje energie. Tento proces vytváří vodíkové kationty, které okyselují půdu (hlavně při přehnojování)