Azot bağlanması: Azotobacter gibi moleküler azotu bağlayan organizmalar özellikle azotlu bileşikleri yeterince içermeyen (BOD>25) atık suların arıtılmasında rol oynayabilir.Fakat bu durum kesin olarak gözlenebilmiş değildir.Bu tür sıvıları arıtmadan önce genellikle fosfat formunda amonyum tuzları katılarak BOD<20 ye düşürülür.

Deaminasyon: Deaminasyon ve azot içeren organik maddelerden hidroliz yolu ile NH3 oluşturan reaksiyonlar sonucu açığa çıkan NH3 hücre materyalinin sentezinde(aminoasitler,proteinler,nükleik asitler vb.) kullanılır.Ayrıca endojen metabolizma ve liziz sırasında da serbest amonyak oluşur ve hücrenin ölümüne sebep olur.

Amonyağın aşırısı ototrof olarak nitrit üzerinden uygun koşullarda nitrata oksitlenir ve nitrat anerobik bölgelerde veya çok düşük DO konsantrasyonlarında oksijen kaynağı (dissimilasyon) olarak kullanılır.Amonyak yokluğunda ise nitrat azot kaynağı (assimilasyon) olarak değerlendirilir.

Nitrifikasyon: Ototroflarda spesifik büyüme hızı (µ) 0,2 1/ gündür.Heterotroflarda ise~5 1/ gündür.Nitrifikasyon prosesleri inhibitörlere çok duyarlıdır.Tiyoüre ve benzeri bileşikler Nitrosomanas türleri için çok spesifik inhibitörlerdir.

Amonyağın nitrite oksidasyonu sırasında asit üretimi kaçınılmazdır.Eğer atık suyun tampolanma kapasitesi yetersiz ise pH düşer.

Denitrifikasyon: Denitrifikasyon nitratın dissimilatore indirgenmesiyle mikroanaerobik zonlarda ve biyolojik filtre filmleri içinde birçok mikroorganizma türü tarafından gerçekleştirilir.Nitrat redüksiyonu için metanol veya melas içeren atık sular karbon kaynağı olarak kullanılır.DO konsantrasyonu <1 mg/1 değerinin altına düştüğü reaktörlerde denitrifikasyon oluşabilir.Nitrat kaybı hızı 5 mg değerine kadar lineerdir ve ürün genellikle N2 olmakla birlikte nitrat oksit,nitrit de olabilir.Nitratın indirgenmesi OH oluşumuna neden olduğundan denitrifikasyon sonucu pH yükselir.