Nelle due vasche di denitrificazione (lunghezza 11 metri, larghezza 26 metri, profondità 8 metri), il liquame proveniente dagli stramazzi della decantazione primaria si mescola con i fanghi di ricircolo provenienti dalla decantazione finale. Si tratta di una miscela a forte contenuto di nitrati la cui presenza risulta essenziale per il meccanismo di denitrificazione stessa. Nel comparto in questione viene mantenuta una adeguata miscelazione con agitatori lenti e in condizioni ambientali di mancanza di ossigeno. I microrganismi denitrificanti contenuti nei fanghi di ricircolo utilizzano per la loro respirazione l'ossigeno contenuto nella molecola di nitrato NO₃^- da cui per riduzione progressiva si libera l'azoto nell'atmosfera.