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垃圾渗沥液具有污染物浓度高，其中COD、BOD可达数千至几万mg/L，NH4+-N可达数千mg/L，难生物降解，流量及水质易变等特点，是一种很难处理的废水。其环境污染问题日趋严重，国家制定的排放标准也相应的不断严格。传统处理工艺很难达到理想的处理效果。因此实现垃圾渗沥液的同时脱氮除碳，是渗沥液处理过程中的难题。本课题的研究目的是寻找一种高效稳定、经济合理的垃圾渗沥液处理技术，同时为指导改进现有垃圾渗沥液的处理工艺和提高处理效率提供理论依据和技术支持。
本研究中，选择缺氧/好氧-膜生物反应器(A/O-MBR)离位硝化处理工艺，实现垃圾渗沥液污水中NH4+-N的氧化-硝化过程；用反渗透(RO)工艺分离净化MBR出水，反渗透出水回收利用或直接排放，浓水回灌至垃圾填埋层，利用垃圾填埋层中的厌氧环境和碳源丰富的条件，进行高浓度NOx--N废水的反硝化，从而实现渗沥液COD和TN同时脱除和渗沥液减容减污减排。本论文首先采用人工模拟废水的方法研究A/O-MBR去除COD和NH4+-N硝化的运行条件和工艺控制参数，然后研究反渗透RO膜浓缩硝化液在垃圾填埋层中的反硝化过程和规律，并进行了实际垃圾渗沥液离位MBR硝化/RO浓缩-原位填埋层反硝化处理工艺的研究，得出主要结论如下：
强制回流A/O-MBR反应器，在进水COD浓度为4000mg/L，NH4+-N浓度200mg/L，回流比为200％的条件下，系统对TN和COD的脱除率分别为87％和94％。其中84-98％的COD脱除是通过微生物降解，2-12％是通过膜的截留作用。A/O-MBR系统中，TN的脱除是硝化/反硝化与微生物同化作用的共同结果。批实验过程证实在渗沥液中缺乏可供生物利用碳源的情况下，细胞内聚合物(如：PHB)可能是反硝化过程的电子供体；并且，硝化/反硝化的氮脱除效率随着A/O-MBR反应器内的微生物的驯化、适应和种群数量及浓度的升高而升高，TN的去除效率由26.8％提高到90.0％。
在自循环回流条件下，A/O-MBR系统对COD也表现出良好的脱除能力，COD平均脱除率为94.6％，进水COD/N比值降低至5.3，不影响COD、NH4+-N的脱除效果，但影响反硝化的效果。进水COD/N比值大于9.3时，碳源充足，反硝化效果良好；继续提高进水的NH4+-N浓度，降低COD/N比值，硝化速率增大、反硝化碳源不足，TN的脱除效率下降。TN的脱除路径为好氧硝化/缺氧反硝化与好氧区SND共同作用的结果，其中，好氧硝化/缺氧反硝化起主要的作用。
高浓度NOx--N溶液回灌到垃圾填埋层的实验表明，当进水中的NO2--N和NO3--N浓度均为4000mg/L时，加入到垃圾填埋层系统中的NOx--N在48h内绝大多数被反硝化，出水中的NOx--N最高浓度约为200mg/L，NOx--N的平均脱除率高于98％，垃圾填埋层具有良好的脱氮性能。NOx--N脱除速率与NOx--N浓度关系符合Monod方程，NOx--N底物半饱和常数分别为1250.5mgNO3--N/L和125.5mgNO2--N/L；比脱除速率分别为1.625mgNO3--N/(gdrywasted)和1.125mgNO2--N/(gdrywasted)，填埋层系统中的半饱和常数高于废水处理系统中的半饱和常数，而比脱除速率低于废水处理系统。
应用垃圾渗沥液进行实验的结果表明，A/O-MBR适用于垃圾渗沥液的生物脱碳硝化处理，渗沥液COD平均脱除效率为80％左右，NH4+-N平均脱除效率为88.0％。初始阶段硝化产物出现NO2--N累积现象，稳定阶段硝化产物以NO3--N为主，TN平均脱除率为53.1％。而新鲜垃圾填埋层对于高浓度NOx--N废水具有良好的反硝化效果，NOx--N的平均脱除率高于97.5％，并且新生垃圾渗沥液COD浓度逐渐降低。硝化浓缩液回灌充分利用了垃圾填埋层中的有机碳源，降低了新生垃圾渗沥液COD浓度，有利于提高MBR反应器硝化效率，形成离位MBR硝化-RO浓缩硝化液-回灌垃圾填埋层的良性循环。