Les stations d'épuration des eaux usées (STEP) nettoient et purifient les eaux usées avant de les rejeter dans les masses d'eau, protégeant ainsi l'environnement. Ces stations sont essentielles pour remédier aux conséquences de l'utilisation courante de l'eau dans l'agriculture, l'industrie et la maison, qui entraîne la contamination et l'accumulation de polluants.

Les STEP ont deux objectifs principaux : nettoyer les eaux usées et réduire les dommages causés à l'environnement par les eaux traitées. Parmi les nombreux processus impliqués dans le traitement des eaux usées, l'étape de nitrification revêt une importance particulière. Cette étape consiste à convertir l'ammoniac et les nitrites en nitrates, une forme d'azote moins nocive.

Le processus de nitrification nécessite beaucoup d'énergie, en particulier pendant la phase d'aération. C'est là que l'oxygène est introduit pour soutenir la croissance et l'activité des bactéries nitrifiantes. Une nitrification efficace assure la transformation de l'ammoniac en formes moins nocives, contribuant ainsi à l'efficacité globale du traitement des eaux usées. Cependant, la demande énergétique de l'étape d'aération pose un défi à la durabilité des stations d'épuration. Pour y remédier, une approche prometteuse consiste à réguler dynamiquement le système d'aération en fonction des concentrations d'ammoniac en temps réel.