反硝化过程是反硝化菌异化硝酸盐的过程，即由硝化菌产生的硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下，被还原为氮气后从水中溢出的过程。反硝化过程要在缺氧状态下进行，溶解氧的浓度不能超过0.5mg/L，因为氧接受电子的能力比氮氧化物强，反硝化菌优先选择氧接受电子。如果水中氧的浓度过高，反硝化过程就要停止；如果无氧存在，则选择氮氧化物作为电子受体。