Không giống như các vi sinh vật oxy hóa amoni tự dưỡng thu được năng
lượng để tăng trưởng từ quá trình oxy hóa amoni, HNB sử dụng các nguồn
carbon hữu cơ và hô hấp hiếu khí để tạo ra năng lượng cho sự tăng trưởng vì
không có năng lượng được tạo ra bởi quá trình oxy hóa amoni, hydroxylamine
hoặc các hợp chất hữu cơ chứa nitơ [99].
Quá trình nitrat hóa tự dưỡng hiếu khí điển hình chuyển đổi hầu hết
amoni thành nitrit/nitrat [100], dẫn đến hiệu quả loại bỏ TN thấp. Ngược lại,
hầu hết HNB đạt được hiệu suất loại bỏ nitơ tổng cộng 50 -99% nhờ quá trình
khử nitơ hiếu khí, trong đó 19 – 80% lượng amoni ban đầu được chuyển thành
khí nitơ [58, 59]. Tốc độ tăng trưởng cụ thể tối đa của HNB lên tới 0,18 –
0,45/giờ [87, 101], cao hơn nhiều so với AOB, ví dụ: 0,03 – 0,05/giờ đối với
Nitrosomonas europaea [102].
Các nguồn carbon tối ưu cho hầu hết HNB bao gồm succinate, citrate,
axetat, glucose và pyruvate. Tỷ lệ carbon/nitơ (C/N) phù hợp cho quá trình
chuyển hóa nitơ của các vi khuẩn nitrat hóa dị dưỡng dao động trong khoảng
từ 8 – 10 [103] còn khoảng pH và nhiệt độ tối ưu là: pH: 5-10; nhiệt độ: 20 – 40
oC [59]. Ngoài ra, một số loài còn có thể thích nghi được với các điều kiện môi
trường đặc biệt khác như: có thể chịu lạnh đến 2 oC [21, 78]; chịu mặn ở độ
muối lên đến 15% [79] hoặc 20% [104]; chịu amoni cao lên đến 1000 mg NNH4
+/L [105] hoặc 2000 mg N-NH4
+/L [106]. Qua đó, cho thấy, các vi khuẩn
nitrat hóa dị dưỡng có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện môi trường, đặc
biệt là trong các điều kiện khắc nghiệt, điều này sẽ mang lại tiềm năng lớn cho
việc ứng dụng các nhóm vi khuẩn nitrat hóa dị dưỡng để xử lý các hợp chất
nitơ trong nước thải.