На первом этапе окисления аммиака или аммония до нитрита один атом кислорода непосредственно включается в субстрат с образованием гидро- ксиламина:
![](/kus.files/image496.jpg)
В природных сообществах метанотрофов и нитрификаторов при повышенных концентрациях метана наблюдается подавление нитрификации, возможно, вследствие конкуренции за кислород между метанотрофами и бактериями, окисляющими аммоний, и/или конкуренции за минеральный азот между этими микроорганизмами. Отдельные гетеротрофные бактерии также могут окислять NH4 до NO2- с образованием N2O в качестве побочного продукта. Аммониймонооксигеназа №Ц+-окисляющих бактерий может окислять CH4 до CH3OH.
Нитрификация с последующей денитрификацией - наиболее легкий и экономически доступный способ удаления неорганического азота из сточных вод.
Автотрофная нитрификация может осуществляться в любых аэрируемых сооружениях биологической очистки: в аэротенках, на биофильтрах и биодисках, в сооружениях с псевдоожиженным слоем. Поступающие в водоемы азотсодержащие городские и промышленные сточные воды и поверхностный сток стимулируют рост прежде всего автотрофных нитрифицирующих бактерий.
Суммарное стехиометрическое уравнение нитрификации можно представить следующим образом:
![](/kus.files/image498.jpg)
При окислении теоретический выход биомассы Nitrosomonas составляет 0,147 мг на 1 мг окисленного азота, a Nitrobacter- 0,02 мг/мг азота.
По стехиометрическим расчетам кислорода на нитрификацию расходуется: на первую стадию - 3,15 мг/мг азота; на вторую стадию - 1,11 мг/мг N; общее потребление кислорода - 4,26 мг/мг N.
Нитрификация сопровождается образованием ионов водорода, что приводит к подкислению среды. Степень снижения рН зависит от щелочности среды, обусловливающей выделение или связывание CO2, буферной емкости воды и окисленного количества аммония.