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垃圾渗滤液因氨氮浓度高，可生化性较差，水质波动大，且含有大量有毒有害物质，固其处理成本较高。虽然目前国家标准(GB16889-1997)在氮的相关指标中仅对出水氨氮作了要求，但随着人们对环保要求的提高，硝基氮或总氮必将被纳入国家的标准中。另一方面，垃圾渗滤液的腐蚀性很强，其氨氮的挥发导致整个处理厂的环境被恶化，即使在水面上的仪器设备，也会比普通污水厂的更容易被腐蚀。因此，垃圾渗滤液处理工艺不仅要求有较高的耐冲击负荷，稳定且高效的脱氮效果，还对处理设备需要有较高的防腐性能。
本试验在国家课题的基础上，对垃圾渗滤液处理工艺进行改进，构造了两级混合载体反应工艺(又称两级Hybrid工艺)。该工艺共由4个反应器组成，包括两级混合载体反应器(分别命名为HybridⅠ和HybridⅡ)，混凝反应器及强化反亚硝化反应器。混合载体反应器采用颗粒悬浮载体及组合软性填料作为微生物载体，并采用微孔曝气进行供氧。在两级混合载体反应器间加入混凝反应器，最后再进入强化反亚硝化反应器进行强化脱氮。针对该工艺设计了自动控制系统，编制了一套适合该工艺的自动控制系统软件，对整个工艺进行自动化控制。其中采用DO、pH、ORP等控制参数实现短程硝化反硝化脱氮，采用pH和浊度等控制参数实现自动混凝和沉淀。通过试验研究和理论分析，解决了该工艺的理论、方法和技术等应用方面的基础问题，确定了该工艺在处理垃圾渗滤液过程中实现短程硝化的最优控制条件。
论文针对该工艺，在培养初期便对反应器的运行条件进行控制，实现氨氧化细菌的培养及亚硝酸盐氧化菌的淘汰，使亚硝酸盐得到累积。培养结束后，对工艺的自动控制系统进行研发，一方面是短程硝化反硝化的过程控制，另一方面是对混凝加药的改进控制。在自动控制条件下，对反应器的短程硝化反硝化运行参数进行探讨，通过改变不同的条件，如温度，DO，pH以及进水负荷等，观察反应器的处理效果。最后将两级Hybrid反应器与常规反应器进行对比研究，比较其处理效果，耐冲击负荷性能等方面，并通过自动控制与手动控制的比较，说明了该工艺的优越性以及不足之处。论文主要研究结果如下：
(1)启动过程中，Hybrid反应器温度控制在28～33℃，溶解氧控制在0.5～2.5mg·L-1，pHHybdⅠ=7.0～8.0，pHHybridⅡ=7.5～8.5，经过28周期后亚硝酸盐累积达到90％以上，经过45个周期后基本达到培养要求，实现了亚硝酸盐氧化菌的快速淘汰。
(2)试验中自动控制系统通过好氧速率及pH值的变化速率作为判断条件对Hybrid反应器进行控制，通过ORP及pH值的变化速率对强化反亚硝化反应器进行控制，通过pH及浊度变化对混凝反应器进行控制，系统通过改进后能达到稳定的运行效果。通过对系统设计及设备安装的研究，提高自动控制设备的有效性及防腐性能，在现场运行中也取得较好的效果。
(3)在优化控制条件下(DOHyridⅠ=(2.0±0.2)mg·L-1，DOHyndⅡ=(1.5±0.2)mg·L-1，pHHybridⅠ=8.0±0.2，pHHybdⅡ=8.5±0.2，温度为28～33℃)连续运行，垃圾渗滤液进水COD和氨氮分别为2300～5700 mg·L-1和580～1150 mg·L-1，两级混合载体反应器工艺的COD和氨氮去除率分别在93％和95％左右，总氮TN的去除率在82％以上。HybridⅠ和HybridⅡ反应器的COD最大去除速率为1.10 kgCOD·m—3·d-1和0.75kgCOD·m—3·d-1，氨氮最大亚硝化速率为0.32kgNH4+—N·m—3·d-1和0.19kgNH4+_N·m—3·d-1。
(4)通过对比研究发现，两级混合载体工艺比两级悬浮载体工艺具有更好的处理效果及更高的稳定性，更加适合高浓度氨氮的垃圾渗滤液处理。通过自动控制系统的辅助实现其脱氮过程的短程硝化反硝化，能节约运行成本(以曝气量及加药计算)40％以上。
通过该试验研究，提出的两级混合载体自动控制工艺，对垃圾渗滤液处理取得较好的效果。该工艺能适应垃圾渗滤液高负荷的COD和氨氮浓度以及水质波动较大的特性，可为相关中试研究提供理论设计依据及运行经验指导。