硝化細菌の成長率は従属栄養細菌の成長と比べると遅いです。硝化のプロセスは非常にゆっくりで、従属栄養細菌が有機物を生物的に酸化するケースに比べて３-４倍かかります。
１モルのアンモニア窒素が酸化される度に、わずかに０．０２１モルの硝化細菌が生産されます。ニトロソモナスの２倍増に要する時間は良好な状態で２４時間を超しますが、従属栄養微生物は良好な状態であれば２時間かそれ以下の時間で倍増します。
効率的な硝化細菌数を生物処理槽内で維持するためには長い滞留時間が必要です。長い滞留時間があれば汚水と微生物に十分なコンタクトの時間を与えて最大限の硝化が達成できます。さらに死亡する硝化細菌の数を抑えて、新しく生まれる硝化細菌を加えて菌数を維持します。
硝化細菌のバイオマスの成長率は汚泥日令と関係がありますし、温度も同時に考慮すべき要素です。多くの微生物のように硝化細菌は活性汚泥中で菌の成長が死亡率より高く、好気条件下のみで成長できます。
個々の成長率はpH、溶存酸素、アルカリ度、幅広い無機、有機化合物の存在にも影響を受けます。