zvýšením hodnoty veku kalu, možno očakávať, že nitrifikácia bude prebiehať rýchlosťami prijateľnými aj v technologickej praxi. Vyšší vek umožňuje nitrifikačným baktériám udržať sa v systéme a vytvárať vhodnú nitrifikačnú populáciu. Nitrifikácia vzniká pri veku kalu 3 dni a vyššie. Závislosť koncentrácie amoniakálneho dusíka vo vyčistenej vode od času zdržania nerozpustených látok v systéme ukazuje, že pri veku kalu nižšom ako 3 dni nitrifikácia neprebieha.

Pretože nitrifikácia vyžaduje vyšší vek kalu, boli navrhnuté systémy s dvojstupňovou aktiváciou na oxidáciu dusíkatých látok. V prvom stupni, vysokozaťaženom, sa odstráni hlavná časť uhlíkového znečistenia a v druhom stupni, nitrifikačnom, prebieha oxidácia dusíkatých zlúčenín. Oba stupne majú vlastné dosadzovacie nádrže s recirkuláciou kalu. Dvojstupňový systém zabezpečuje priebeh nitrifikácie spoľahlivejšie, je však prevádzkovo zložitejší a vyžaduje vyššie investičné a prevádzkové náklady. V aktivačných nádržiach sa odporúča udržiavať koncentráciu rozpusteného kyslíka 2 - 3 mg.l-1. Optimálny rast nitrifikačných baktérií bol pozorovaný v rozsahu od 8 - 9 pH. pri hodnotách menších ako 7 možno pozorovať podstatné zníženie aktivity nitrifikačných baktérií. Aj keď nitrifikácia prebieha vo veľkom rozsahu teplôt, každé zníženie teploty znižuje rýchlosť reakcie.

Pri premene amoniaku na dusičnany vzniká minerálna kyseliny. Ak je alkalita prostredia nedostatočná, bude pH v systéme klesať a nitrifikáciu bude inhibovať. V závislosti od tlmivej kapacity odpadovej vody treba na udržanie hodnoty pH asi 5,4 kg hydratovaného vápna na 1 kg zoxidovaného amoniakálneho dusíka.

Pri denitrifikácii sa dusičnany biologicky redukujú až na plynný dusík, ktorý uniká do atmosféry. Denitrifikáciu uskutočňujú heterotrofné, striktne alebo fakultatívne anaeróbne baktérie, ktorých väčšina sa bežne vyskytuje v čistiarňach odpadových vôd (napr. rody Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus). Tieto baktérie vyžadujú uhlík v podobe ľahko rozložiteľných organických látok a neprítomnosť rozpusteného molekulového kyslíka. Pri aeróbnych podmienkach jednoduché organické látky sa zoxidujú na CO2 a vodu a až pri anoxických podmienkach v prítomnosti dusičnanov dochádza k denitrifikácii.