针对新标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）的政策出台。2007年维尔利公司开始了两级生物脱氮的研发和设计，即在原有的膜生化反应器中反硝化、硝化基础上增加后置（二级）反硝化和二级硝化工艺段。当一级反硝化和一级硝化脱氮不完全时，在二级反硝化和二级硝化反应器中通过进行深度脱氮反应。2008年7月维尔利公司在广州兴丰垃圾填埋场完成了两级生物脱氮工艺处理垃圾渗滤液的现场中试。2008年该两级生物脱氮工艺在成都市固体废弃物卫生处置场垃圾渗滤液处理工程得到成功应用，两级生物脱氮技术可将生物脱氮率由原来单级生物脱氮的50-80%提高至98-99%以上，达到新标准中规定的总氮排放要求。两级生物脱氮由原来的50-80%提高至98-99%以上，达到新标准规定的总氮排放要求。
将两级生物脱氮技术与分体式膜生化反应器技术组合，同时综合了两级生物脱氮技术与MBR技术的优点：
（1）出水水质优质稳定，出水无细菌和固体悬浮物
由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除。同时，膜分离也使微生物被完全被截留在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
（2）污泥负荷(F/M)低，剩余污泥产量少
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。
（3）反应器高效集成，占地面积小，不受设置场合限制
生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式。
（4）主要污染物COD、BOD有效降解，无二次污染
由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物的截留生长。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高；
（5）操作管理方便，易于实现自动控制
该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便；
（6）分体式管式超滤膜的应用避免了内置式膜生化反应膜容易污染、堵塞的缺点；
（7）特殊设计的曝气机构，即使污泥浓度在很高的情况也保证较高的氧利用率和氧转移率；
（8）两级生物脱氮的设计，使出水总氮达标得到保证。
