Als Nitrifikation bezeichnet man die Oxidation des Ammoniums zum Nitrit und darüber hinaus weiterführend zum Nitrat (vgl. Nitritation). Der zweistufige Vorgang wird durch aerobe Organismen AOBs (Ammonium Oxidierende Bakterien) und NOBs (Nitrit Oxidierende Bakterien) vollzogen. Beide Prozesse laufen als natürliche Prozesse fast parallel ab.
Die beteiligten Bakteriengruppen der Ammoniumoxidierer (Nitrosomonas) und Nitritoxidierer (Nitrobacter) werden unter dem Begriff der Nitrifikanten zusammengefasst.
Eine technische Umsetzung der Nitrifikation im Abwasserbereich erfolgt in einer belüfteten Stufe (Zuführung vom gelösten Sauerstoff). Die Umsetzung des Ammoniums zu Nitrat ist mit einem großen Sauerstoffbedarf verbunden. Um 1 g Ammonium-Stickstoff zu oxidieren, werden ca. 4,6 g O₂ benötigt.
Nitrifikation verbraucht Alkalinität.
In einer Belebungsanlage wird der grösste Energieverbrauch durch die Belüftungsenergie verursacht. Die Belüftungsenergie wird zunächst für die Nitrifikation und erst dann für den Kohlenstoffabbau gebraucht.


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