Temperatuur
In biologische nitrificatiesystemen zijn nitrificerende bacteriën zeer gevoelig voor temperatuurveranderingen. Binnen het bereik van 5–35 graden kunnen ze normale fysiologische metabolische activiteiten uitvoeren. Wanneer de afvalwatertemperatuur lager is dan 15 graden, neemt de nitrificatiesnelheid aanzienlijk af. Wanneer de temperatuur lager is dan 10 graden kan een reeds gestart nitrificatiesysteem nauwelijks zijn werking behouden, met een nitrificatiesnelheid van slechts 25% van die bij 30 graden. Hoewel een hogere temperatuur de biologische activiteit en de nitrificatiesnelheid verhoogt, zullen te hoge temperaturen ervoor zorgen dat een groot aantal nitrificerende bacteriën afsterft. Bij daadwerkelijk gebruik moet de nitrificatiereactietemperatuur lager zijn dan 38 graden. Daarom moet de inbedrijfstelling van afvalwaterprojecten met een hoog-ammoniakgehalte idealiter worden gepland tijdens seizoenen met luchttemperaturen boven de 15 graden. Als opstarten in de winter noodzakelijk is, moeten stammen van afvalwaterzuiveringsinstallaties met een hoog-ammoniakgehalte of systemen met isolatie- en verwarmingsmaatregelen worden gebruikt.
pH-waarde
Nitrificerende bacteriën zijn zeer gevoelig voor pH-veranderingen. De optimale pH-waarde is 8,0–8,4. Onder deze optimale pH-omstandigheden kunnen de nitrificatiesnelheid en de maximale verhouding nitrificerende bacteriën hun maximale waarden bereiken. Bij de nitrificerende bacteriekweek is een hoge influent-pH van rond de 8,0 ideaal. Dit mag echter niet overmatig worden nagestreefd; het handhaven van een systeem-pH boven 6,5 is voldoende. Als het onder dit niveau daalt, moet alkaliteit, zoals bijtende soda of natriumcarbonaat, onmiddellijk worden toegevoegd.
Opgeloste zuurstof
Zuurstof is de elektronenacceptor in het nitrificatieproces. Het niveau van opgeloste zuurstof in de reactor heeft een directe invloed op het nitrificatieproces. In actiefslibsystemen zijn de meeste onderzoekers van mening dat de opgeloste zuurstof tussen 1,5 en 2,0 mg/l moet worden gehouden; beneden 0,5 mg/l heeft de nitrificatie de neiging te stoppen. Momenteel zijn veel onderzoekers van mening dat SND (Special Noise Discharge) kan optreden bij een lage DO (1,5 mg/L). Wanneer DO > 2,0 mg/L kan het effect van de concentratie opgeloste zuurstof op het nitrificatieproces buiten beschouwing worden gelaten. De DO-concentratie mag echter niet te hoog zijn, omdat overmatig opgeloste zuurstof kan leiden tot een te snelle afbraak van organisch materiaal, wat resulteert in een tekort aan voedingsstoffen voor micro-organismen, gemakkelijke veroudering van actief slib en een losse structuur. Bovendien leidt een te hoog opgeloste zuurstofgehalte tot een overmatig energieverbruik, wat economisch ongewenst is.
Slib leeftijd
Om de overleving van nitrificerende bacteriën in een continustroomreactorsysteem te garanderen, moet de verblijftijd (θc)N van micro-organismen in de reactor groter zijn dan de minimale generatietijd (θc)minN voor autotrofe nitrificerende bacteriën. Anders zal het verlies aan nitrificerende bacteriën de netto groeisnelheid overschrijden, wat zal leiden tot hun volledige uitsterven uit het systeem. Over het algemeen moet de waarde van (θc)N minstens tweemaal de minimale generatietijd van nitrificerende bacteriën zijn, dat wil zeggen dat de veiligheidsfactor groter moet zijn dan 2.
Zware metalen en giftige stoffen
Naast zware metalen zijn stoffen die de nitrificatie remmen onder meer: hoge concentraties ammoniakstikstof, hoge concentraties nitraat, organisch materiaal en gecomplexeerde kationen.
BOD
Als de BZV in het systeem hoog is, zullen heterotrofe bacteriën concurreren met nitrificerende bacteriën om opgeloste zuurstof. Omdat het aantal heterotrofe bacteriën veel groter is dan dat van nitrificerende bacteriën, kunnen nitrificerende bacteriën vaak niet voldoende opgeloste zuurstof verkrijgen en kunnen ze dus niet groeien en prolifereren onder omstandigheden met een hoog BZV. Over het algemeen zal een BZV hoger dan 20 mg/L nitrificerende bacteriën remmen. Als het influent CZV- of koolstof-stikstofgehalte te hoog is, moet de nitrificerende bacteriecultuur worden bereikt door middel van langdurige beluchting. Dit betekent dat de beluchting moet worden voortgezet, zelfs als de CZV van het systeem al binnen aanvaardbare grenzen of op een laag niveau ligt, waardoor er voldoende groeitijd is voor de nitrificerende bacteriën. Tijdens de beluchting moet ook de opgeloste zuurstof zorgvuldig worden gecontroleerd, idealiter onder de 3 mg/l, om versnelde slibveroudering te voorkomen.
Ammoniak-stikstofconcentratie
Nitrificerende bacteriën worden geremd wanneer de ammoniak-stikstofconcentratie van het systeem 200 mg/l bereikt. Daarom wordt aanbevolen dat de ammoniak-stikstofconcentratie van het systeem niet hoger is dan 150 mg/l. Bij afvalwaterbehandeling met hoog-ammoniakgehalte kan de ammoniakstikstofconcentratie, als deze niet zorgvuldig wordt gecontroleerd, in tank A stijgen tot een bepaald niveau, vaak boven de 200 mg/l, vaak boven de 200 mg/l in tank A. Tijdens de kweek van nitrificerende bacteriën en bij normaal bedrijf moet de ammoniak-stikstofconcentratie van het effluent van het systeem daarom altijd binnen de procesvereisten worden gehouden om ervoor te zorgen dat het systeem vanaf het begin van de inbedrijfstelling gekwalificeerd water produceert.
