Kväverening
Kväverening baserar sig på de processer som naturligt förekommer på många ställen i vår miljö.
Mycket av kvävet i avloppsvattnet finns i form av ammoniumkväve. Speciella bakterier så kallade nitrifikationsbakterier kan omvandla (oxidera) ammoniumkväve till nitratkväve. Denna process kallas därför nitrifikation. Många bakterier har sedan förmågan att omvandla nitratkvävet till kvävgas. Det sker när bakterierna ska bryta ner organiskt material. Normalt sker det med syre som oxidationsmedel varvid syret omvandlas till vatten. Om syre inte finns närvarande kan många bakterier istället använda nitratkväve som oxidationsmedel. Nitratjonen omvandlas då till kvävgas. Syret används av bakterierna för att andas (respiration). Denna process kallas denitrifikation.
En svårighet vid teknisk tillämpning är att nitrifikations- och denitrifikationsbakterier kräver olika miljö. Nitrifikationsbakterierna, som växer långsamt och är känsliga, trivs bäst i en syrerik miljö med låga koncentrationer av organiskt material. Denitrifikationsbakterierna kräver en syrefattig miljö och arbetar bäst vid god tillgång på organiskt material.