Nhiệt độ
Trong các hệ thống nitrat hóa sinh học, vi khuẩn nitrat hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ. Trong phạm vi 5–35 độ, chúng có thể thực hiện các hoạt động trao đổi chất sinh lý bình thường. Khi nhiệt độ nước thải dưới 15 độ, tốc độ nitrat hóa giảm đáng kể. Khi nhiệt độ dưới 10 độ, hệ thống nitrat hóa đã khởi động gần như không thể duy trì hoạt động, với tốc độ nitrat hóa chỉ bằng 25% so với tốc độ đó ở 30 độ. Mặc dù nhiệt độ tăng làm tăng hoạt động sinh học và tốc độ nitrat hóa nhưng nhiệt độ quá cao sẽ làm chết một số lượng lớn vi khuẩn nitrat hóa. Trong hoạt động thực tế, nhiệt độ phản ứng nitrat hóa phải dưới 38 độ. Do đó, lý tưởng nhất là bạn nên lên lịch vận hành các dự án nước thải có hàm lượng{{13}amoniac cao vào các mùa có nhiệt độ không khí trên 15 độ. Nếu cần khởi động vào mùa đông thì nên sử dụng các chủng từ-các nhà máy xử lý nước thải có hàm lượng amoniac cao hoặc hệ thống có biện pháp cách nhiệt và sưởi ấm.
Giá trị pH
Vi khuẩn nitrat hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi pH. Giá trị pH tối ưu là 8,0–8,4. Trong những điều kiện pH tối ưu này, tốc độ nitrat hóa và tỷ lệ vi khuẩn nitrat hóa tối đa có thể đạt giá trị tối đa. Trong quá trình nuôi cấy vi khuẩn nitrat hóa, độ pH đầu vào cao khoảng 8,0 là lý tưởng. Tuy nhiên, điều này không nên được theo đuổi quá mức; duy trì độ pH của hệ thống trên 6,5 là đủ. Nếu nó giảm xuống dưới mức này, chất kiềm, chẳng hạn như xút hoặc tro soda, cần được bổ sung kịp thời.
Oxy hòa tan
Oxy là chất nhận điện tử trong quá trình nitrat hóa. Mức oxy hòa tan trong lò phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nitrat hóa. Trong hệ thống bùn hoạt tính, hầu hết các nhà nghiên cứu đều tin rằng lượng oxy hòa tan cần được kiểm soát trong khoảng từ 1,5 đến 2,0 mg/L; dưới 0,5 mg/L thì quá trình nitrat hóa có xu hướng chấm dứt. Hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng SND (Xả tiếng ồn đặc biệt) có thể xảy ra ở mức DO thấp (1,5 mg/L). Khi DO > 2,0 mg/L, có thể bỏ qua ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan đến quá trình nitrat hóa. Tuy nhiên, nồng độ DO không được quá cao, vì lượng oxy hòa tan quá cao có thể dẫn đến phân hủy chất hữu cơ quá nhanh, dẫn đến thiếu hụt chất dinh dưỡng cho vi sinh vật, bùn hoạt tính dễ bị lão hóa, cấu trúc lỏng lẻo. Hơn nữa, lượng oxy hòa tan quá cao dẫn đến tiêu thụ năng lượng quá mức, điều này không mong muốn về mặt kinh tế.
Tuổi bùn
Để đảm bảo sự sống sót của vi khuẩn nitrat hóa trong hệ thống lò phản ứng dòng chảy liên tục, thời gian lưu trú (θc)N của vi sinh vật trong lò phản ứng phải lớn hơn thời gian thế hệ tối thiểu (θc)minN đối với vi khuẩn nitrat hóa tự dưỡng. Nếu không, tốc độ tổn thất của vi khuẩn nitrat hóa sẽ vượt quá tốc độ tăng trưởng thực, dẫn đến sự tuyệt chủng hoàn toàn của chúng khỏi hệ thống. Nói chung, giá trị của (θc)N ít nhất phải gấp đôi thời gian tạo ra tối thiểu của vi khuẩn nitrat hóa, nghĩa là hệ số an toàn phải lớn hơn 2.
Kim loại nặng và các chất độc hại
Ngoài kim loại nặng, các chất ức chế quá trình nitrat hóa bao gồm: nồng độ nitơ amoniac cao, nồng độ chất hữu cơ nitrat cao và các cation phức tạp.
HĐQT
Nếu BOD trong hệ thống cao, vi khuẩn dị dưỡng sẽ cạnh tranh oxy hòa tan với vi khuẩn nitrat hóa. Do số lượng vi khuẩn dị dưỡng lớn hơn nhiều so với vi khuẩn nitrat hóa nên vi khuẩn nitrat hóa thường không thể thu được đủ oxy hòa tan và do đó không thể phát triển và sinh sôi nảy nở trong điều kiện BOD cao. Nói chung, BOD cao hơn 20 mg/L sẽ ức chế vi khuẩn nitrat hóa. Nếu hàm lượng nitơ COD hoặc cacbon-trong dòng vào quá cao thì việc nuôi cấy vi khuẩn nitrat hóa phải đạt được thông qua sục khí kéo dài. Điều này có nghĩa là tiếp tục sục khí ngay cả khi COD của hệ thống đã nằm trong giới hạn chấp nhận được hoặc ở mức thấp, cho phép có đủ thời gian phát triển cho vi khuẩn nitrat hóa. Trong quá trình sục khí, lượng oxy hòa tan cũng phải được kiểm soát cẩn thận, lý tưởng là dưới 3 mg/L, để ngăn ngừa quá trình lão hóa bùn tăng tốc.
Nồng độ nitơ amoniac
Vi khuẩn nitrat hóa bị ức chế khi nồng độ nitơ amoniac của hệ thống đạt 200 mg/L. Do đó, nồng độ nitơ amoniac của hệ thống được khuyến nghị không vượt quá 150 mg/L. Trong xử lý nước thải có hàm lượng amoniac-cao, do nồng độ nitơ amoniac đầu vào cao, nếu không được theo dõi cẩn thận, nồng độ nitơ amoniac có thể tăng đến một mức nhất định trong nhiều chu kỳ, thường vượt quá 200 mg/L trong bể A. Do đó, trong quá trình nuôi cấy vi khuẩn nitrat hóa và hoạt động bình thường, nồng độ nitơ amoniac trong nước thải của hệ thống phải luôn được duy trì trong phạm vi yêu cầu của quy trình để đảm bảo rằng hệ thống tạo ra nước đủ tiêu chuẩn ngay từ khi bắt đầu vận hành.