Temperatura
W biologicznych systemach nitryfikacji bakterie nitryfikacyjne są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury. W zakresie 5–35 stopni mogą wykonywać normalne fizjologiczne czynności metaboliczne. Gdy temperatura ścieków jest niższa niż 15 stopni, stopień nitryfikacji znacznie spada. Gdy temperatura spada poniżej 10 stopni, już uruchomiony system nitryfikacji ledwo może utrzymać swoje działanie, a stopień nitryfikacji wynosi tylko 25% tego przy 30 stopniach. Chociaż podwyższona temperatura zwiększa aktywność biologiczną i szybkość nitryfikacji, zbyt wysokie temperatury spowodują śmierć dużej liczby bakterii nitryfikacyjnych. W rzeczywistej pracy temperatura reakcji nitryfikacji powinna być niższa niż 38 stopni. Dlatego też najlepiej byłoby, gdyby oddanie do użytku projektów związanych ze ściekami o wysokiej-amoniaku przypadało na sezony, w których temperatura powietrza przekracza 15 stopni. Jeśli konieczne jest uruchomienie w zimie, należy zastosować szczepy z oczyszczalni ścieków o wysokiej-amoniaku lub z systemów wyposażonych w środki izolacyjne i grzewcze.
Wartość pH
Bakterie nitryfikacyjne są bardzo wrażliwe na zmiany pH. Optymalna wartość pH wynosi 8,0–8,4. W tych optymalnych warunkach pH szybkość nitryfikacji i maksymalny udział bakterii nitryfikacyjnych mogą osiągnąć maksymalne wartości. Podczas hodowli bakterii nitryfikacyjnych idealne jest wysokie pH dopływu wynoszące około 8,0. Nie należy jednak do tego dążyć nadmiernie; wystarczające jest utrzymanie pH układu powyżej 6,5. Jeśli spadnie poniżej tego poziomu, należy natychmiast dodać alkaliczność, taką jak soda kaustyczna lub soda kalcynowana.
Rozpuszczony tlen
Akceptorem elektronów w procesie nitryfikacji jest tlen. Poziom rozpuszczonego tlenu w reaktorze ma bezpośredni wpływ na proces nitryfikacji. Większość badaczy uważa, że w systemach z osadem czynnym zawartość rozpuszczonego tlenu powinna być kontrolowana w zakresie od 1,5 do 2,0 mg/l; poniżej 0,5 mg/l nitryfikacja ma tendencję do ustania. Obecnie wielu badaczy uważa, że SND (Special Noise Discharge) może wystąpić przy niskim poziomie DO (1,5 mg/l). Gdy DO > 2,0 mg/l, można pominąć wpływ stężenia rozpuszczonego tlenu na proces nitryfikacji. Stężenie DO nie powinno być jednak zbyt wysokie, gdyż nadmiar rozpuszczonego tlenu może prowadzić do zbyt szybkiego rozkładu materii organicznej, co skutkuje niedoborami składników pokarmowych dla mikroorganizmów, łatwym starzeniem się osadu czynnego i luźną strukturą. Ponadto zbyt wysoka zawartość rozpuszczonego tlenu prowadzi do nadmiernego zużycia energii, co jest ekonomicznie niepożądane.
Wiek osadu
Aby zapewnić przeżycie bakterii nitryfikacyjnych w systemie reaktora z przepływem ciągłym, czas przebywania (θc)N mikroorganizmów w reaktorze musi być większy niż minimalny czas wytwarzania (θc)minN dla autotroficznych bakterii nitryfikacyjnych. W przeciwnym razie tempo utraty bakterii nitryfikacyjnych przekroczy tempo wzrostu netto, co doprowadzi do ich całkowitego wyginięcia z systemu. Generalnie wartość (θc)N powinna być co najmniej dwukrotnie większa od minimalnego czasu generacji bakterii nitryfikacyjnych, czyli współczynnik bezpieczeństwa powinien być większy od 2.
Metale ciężkie i substancje toksyczne
Oprócz metali ciężkich do substancji hamujących nitryfikację zaliczają się: wysokie stężenia azotu amonowego, wysokie stężenia azotanowej materii organicznej i skompleksowane kationy.
BZT
Jeśli BZT w systemie jest wysokie, bakterie heterotroficzne będą konkurować z bakteriami nitryfikacyjnymi o rozpuszczony tlen. Ponieważ liczba bakterii heterotroficznych jest znacznie większa niż bakterii nitryfikacyjnych, bakterie nitryfikacyjne często nie są w stanie uzyskać wystarczającej ilości rozpuszczonego tlenu, a zatem nie mogą rosnąć i proliferować w warunkach wysokiego BZT. Ogólnie rzecz biorąc, BZT wyższe niż 20 mg/l będzie hamować rozwój bakterii nitryfikacyjnych. Jeśli zawartość ChZT lub azotu-w węglu jest zbyt wysoka, hodowlę bakterii nitryfikacyjnych należy przeprowadzić poprzez przedłużone napowietrzanie. Oznacza to kontynuację napowietrzania nawet wtedy, gdy ChZT w systemie mieści się już w dopuszczalnych granicach lub na niskim poziomie, co zapewnia wystarczający czas na rozwój bakterii nitryfikacyjnych. Podczas napowietrzania należy również dokładnie kontrolować zawartość rozpuszczonego tlenu, najlepiej poniżej 3 mg/l, aby zapobiec przyspieszonemu starzeniu się osadu.
Stężenie azotu amoniakalnego
Bakterie nitryfikacyjne zostają zahamowane, gdy stężenie azotu amonowego w systemie osiągnie 200 mg/l. Dlatego zaleca się, aby stężenie azotu amonowego w systemie nie przekraczało 150 mg/l. W przypadku oczyszczania ścieków o wysokiej-amoniaku, ze względu na wysokie stężenie dopływającego azotu amonowego, jeśli nie jest ono dokładnie monitorowane, stężenie azotu amonowego może wzrosnąć do pewnego poziomu w ciągu kilku cykli, często przekraczając 200 mg/l w zbiorniku A. Dlatego podczas hodowli bakterii nitryfikacyjnych i normalnej pracy stężenie azotu amonowego na ściekach z systemu powinno zawsze utrzymywać się w granicach wymagań procesowych, aby zapewnić, że system będzie wytwarzał kwalifikowaną wodę od początku uruchomienia.