Najbardziej nieporządanym zjawiskiem w procesach rozkładowych azotowych składników masy organicznej jest wywiązywanie się pod wpływem pewnych biologicznych procesów azotu w stanie wolnym, czyli „denitryfikacja” w ścisłym słowa tego znaczeniu. Denitryfikacja właściwa polega na stopniowym odtlenieniu azotanów przez bakterie denitryfikujące aż do wolnego azotu. Proces ten odbywa się w dwóch kolejno następujących po sobie fazach, z których pierwsza kończy się odtlenieniem azotanów w azotyny, druga zaś odtlenieniem tych ostatnich, rezultatem czego jest powstanie wolnego azotu. Co się tyczy czynnych tu bakterii, to dotychczas poznano około 30 gatunków, wśród których wiele jest chorobotwórczych. Fizjologiczne ich własności są następująco: Optimum temperatury dla większości z nich wynosi od 34″ do 37″ C., maximum nie przenosi 60″, dla swego rozwoju wymagają środowiska słabo alkalicznego. Bakterie denitryfikujące należą przeważnie do tlenowców względnych i to jest główną przyczyną ich czynności denitryfikacyjnych, które mają miejsce jedynie wtedy, gdy już po części znitryfikowana masa organiczna znajdzie się w warunkach zbyt słabej przewiewności, niezbędny bowiem do ich życia tlen zmuszone są te bakterie czerpać wtedy z azotanów i azotynów, co też doprowadza te związki do ostatecznej redukcji, t. j. do powstania wolnego azotu.