دو گونه مهم میکروارگانیسمها که در فرآیند نیتریفیکاسیون دخالت دارند. نیتروزوموناس و نیتروباکتر می‌باشند. باکتری نیتروزوموناس دارای سلول میله‌ای شکل، متحرک، بدون اسپور و هوازی مطلق است و بهترین رشد آن در دمای 20 تا 25 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

نیتروباکتر، میکربی بدون اسپور، غیرمتحرک و میله‌ای است. نیتروباکتر هم مطلقاً هوازی است این میکروارگانیسمها اتوتروف هستند و انرژی لازم برای رشد را از اکسیداسیون مواد معدنی ازت بدست می‌آورند و برای سنتز به جای کربن آلی از کربن معدنی (دی‌اکسیدکربن) استفاده می‌کنند.

توانایی نیتروزوموناس محدود به اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت می‌باشد. از طرف دیگر نیتروباکتر اکسیداسیون نیتریت به نیترات را به انجام می‌رساند، چون فرآیند نیتریفیکاسیون یک واکنش زنجیره‌ای است . فرآیندهای تصفیه باید طوری باشد که محیط مناسب را برای رشد هر دو نوع باکتری نیترات‌ساز فراهم سازد.

باکتریهای مربوط به فرآیند نیتریفیکاسیون اتوتروف بوده و واکنش را در دو مرحله به انجام می‌رسانند.

برای اینکه در راکتور لجن فعال نیتریفیکاسیون روی دهد سه شرط اساسی لازم است:

1-متوسط زمان ماند سلولی طرح باید برای نیترات‌سازها کافی باشد. ممکن است متوسط زمان ماند سلولی نیترات‌سازها بیش از متوسط زمان ماند سلولی مورد نیاز برای حذف سوبستره باشد

2-زمان ماند هیدرولیکی باید برای وقوع نیتریفیکاسیون کافی باشد.

3-اکسیژن تامین شده در حوض باید برای نیتریفیکاسیون کافی باشد، چنانچه اکسیژن کافی تامین نشود، حذف سوبستره اتفاق خواهد افتاد ولی میزان نیتریفیکاسیون محدود خواهد شد.