硝化菌种在去除氨氮的过程中，主要依赖于硝化作用。硝化作用是指在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。

一、 硝化作用的过程

1. 氨氧化细菌（AOB）的作用：氨氧化细菌（AOB）首先将氨氮（NH₄⁺）氧化为亚硝酸盐（NO₂⁻）。

2. 亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的作用：亚硝酸盐氧化细菌（NOB）进一步将亚硝酸盐（NO₂⁻）氧化为硝酸盐（NO₃⁻）。

二、 硝化作用的化学方程式

1. 氨氧化为亚硝酸盐：

 NH4+ + 1.5O2 → NO2- + 2H+ + H2O

2. 亚硝酸盐氧化为硝酸盐：

NO2- + 0.5O2→NO3-

三、 影响硝化作用的因素

1. pH值：当pH值为8.0～8.4时（20℃），硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上。

2. 温度：温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜。

3. 污泥停留时间：硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为0.3～0.5d⁻¹（温度20℃，pH8.0～8.4）。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。

4. 溶解氧：氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上。

5. BOD负荷：硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD₅负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而使自养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD₅负荷应维持在0.3kg(BOD₅)/kg(SS).d以下。

四、 硝化菌种的应用

     硝化菌种可以提高废水处理系统对氨氮的去除效率，能迅速从由于负荷和毒物导致的故障中恢复，降低出水氨氮浓度，减轻因产量增加或产品成分变化对系统硝化反应造成的影响，加快硝化反应启动的速度。