As formas predominantes são o nitrogênio orgânico e a amônia. Estes dois, conjuntamente, são determinados em laboratório pelo método Kjedahl, constituindo o assim denominado Nitrogênio Kjedahl Total (NKT).
As demais formas de nitrogênio, como nitrito e nitrato, são usualmente de menor importância nos efluentes e de difícil detecção analítica.
Em resumo, tem-se:
NTK = nitrogênio amoniacal + nitrogênio orgânico
NT (nitrogênio total)= N-NH3+ N – org. + NO2 + NO3
Os métodos clássicos de remoção de nitrogênio envolvem dois processos:
A nitrificação é um processo biológico que ocorre naturalmente em sistemas onde existam condições aeróbias e a presença de nitrogênio amoniacal. A nitrificação pode ser realizada por microorganismos em leito fixo ou em cultivo suspenso.
O nitrogênio na forma de amônia converte-se em nitrato em duas fases, mediante as bactérias nitrificantes autotróficas, segundo as reações:
1a Reação: NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + 2H+ + H2O (Nitrossomonas)
2a Reação: NO2‑ + ½ O2 → NO3- (Nitrobacter)
Reação Total: NH4+ + 2 O2 → NO3- + 2H+ + H2O
Parâmetros importantes na cinética da nitrificação:
A denitrificação biológica envolve a redução do nitrato a nitrito e do nitrito a nitrogênio gasoso. O nitrito e o nitrato fornecem oxigênio para respiração microbiana da própria reação de denitrificação. Assim sendo, a condição adequada para a denitrificação - oxigênio ausente, mas com nitrato presente, chamada de anóxica.
As reações de obtenção de energia podem representar-se por:
1a reação: 6NO3- + 2CH3OH → 6NO2- + 2CO2 + 4H2O
2a reação: 6NO2- + 3CH3OH → 3N2 + 3CO2 + 3H2O + 6OH-
Reação Total: 6NO3- + 5CH3OH ® 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH-