废水处理过程中可能存在三种不同的环境:有氧(好氧)、缺氧和厌氧。有氧环境含有溶解氧，可能含有或不含亚硝酸盐或硝酸盐。缺氧环境含有亚硝酸盐和/或硝酸盐，但不含溶解氧。厌氧环境不含溶解氧、亚硝酸盐或硝酸盐。氧、亚硝酸盐和硝酸盐的存在与否，会影响哪些细菌处于活动状态以及它们如何处理燃料。

需氧微生物反应式：

        大多数硝化细菌是专性需氧微生物，必须有溶解氧。它们在需氧或有氧环境中都能很好地发挥作用，但在缺氧或厌氧环境中就不能发挥作用。大多数硝化自养生物在缺氧或厌氧条件下都将进入休眠状态。

         格林环保总结了厌氧、缺氧和有氧条件的生物反应特征，并列出了在每种条件下可能发生的一些生物反应。在一定范围内，可以根据环境来预测不同种类细菌的行为。如果有氧，兼性异养生物会使用氧，否则会使用硝酸盐。有氧存在时，硝化自养生物将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。