厌氧氨氧化现象最初是在反硝化流化床中发现的。当时在反应器中发现氨氮和硝酸盐氮同时减少的现象，因此最初科学家们认为厌氧氨氧化的反应机理主要是氨氮和硝态氮通过化学转化生成氮气：

NH4+ + NO3-→ N2

1996年，Kuenen的一个叫格拉芙的博士利用各种高大上、小编暂时没机会使用过的先进检测设备对厌氧氨氧化反应机理进行更深入的探索研究。发现厌氧氨氧化反应中和氨氮作用的物质不是硝酸盐氮，而是亚硝酸盐氮，专业点来说就是NO3-不是反应过程中的电子受体，而NO2-才是最合适的电子受体，公式被改写了。

NH4+ + NO2-→ N2

1996年Jetten等通过Gibbs函数(化学反应自由能)计算以及一些化学计量学的方法，再根据厌氧氨氧化的基质及产物的变化，推导出厌氧氨氧化反应的化学方程式，如下：

1NH4++ 1.32NO2- + 0.066HCO3- +0.13H+ → 1.02N2 + 0.26NO3- +0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O

从这个公式看，


厌氧氨氧化反应器的进水亚硝酸盐的比例要高一些;

出水会产生一定比例的硝酸盐;

反应器消耗氢离子，pH会有所升高。