超聲波是指頻率為2×10的4次方～10的7次方Hz的聲波，20世紀70年代，人們逐漸認識到超聲波在污水和污泥處理中的應用潛力，研究人員開始通過利用超聲波提取細胞壁上的聚合物來研究污泥中微生物的表面特性。直到20世紀90年代，超聲波技術被引人污泥處理研究中。超聲波處理反應條件溫和，污泥降解速度快，應用范圍廣，并且工藝簡單靈活，可與其他技術結合使用，且對環境幾乎無任何負面影響。污泥本身的性質如比阻、含水率等對超聲波的作用效果會產生影響。通常情況下，一次污泥比較容易脫水。

超聲波調理污泥的機理主要是基于超聲波的空化效應，由于空化效應發生時間極短，僅介于幾納秒至微秒之間，因此氣泡內的氣體受壓后會急劇升溫，在其周期性震蕩特別是崩潰過程中，會產生很強的流體剪切力，氣泡中溫度和壓力分別激增為極大的瞬態高溫和高壓，而溶液溫度卻幾乎仍然維持在室溫。這種極大瞬態高溫和高壓條件使氣泡內氣體和液體界面的介質裂解，從而破壞污泥的絮凝結構而釋放出有機物質，并可破壞穴氣泡內的化合物，同時產生高活性的自由基（·0H和·H等)，自由基的存在又可促進化合物的分解。超聲波頻率不同，對污泥沉降性能和脫水性能產生影響的程度也不同。

當頻率增大時，污泥沉降性能明顯下降，濾餅含水率和VFA（指揮發性脂肪酸）濃度都比較高，而上清液COD值有所下降?？栈饔秒S著超聲波頻率的升高愈加難以發生，一般來說，頻率在10的5次方Hz以內的超聲波空化效應比較明顯，尤其在2×10的4次方～4×10的4次方Hz時發生最為頻繁。在高頻下，超聲波主要發生自由基效應，會使得某些物質發生裂解，可能釋放更多的有機酸，所以VFA濃度會變大。而且相對于低頻作用，在高頻下污泥中有機物從固相中轉移到液相的難度增加，從而使得上清液中COD濃度增加。所以，低頻時比高頻時脫水性能要好，上清液COD值也較低。

超聲波調理技術具有能量密度高、分解污泥速度快等特點，但是超聲波功率以及作用時間的選擇會直接影響調理效果。低功率、短時間的超聲波調理可改善脫水性能，而高功率、長時間的超聲波調理不僅不會改善污泥的脫水性能，反而會對污泥脫水性能有負面影響。有研究表明，在超聲波功率為44W的條件下，處理時間為90s時，污泥脫水效果最好，污泥的含水率可以降至最低，約為85%，當功率小于44W或大于44W時，污泥含水率均上升，脫水效果變差。此外，有研究顯示，超聲波處理和絮凝劑添加方法的協同作用可以顯著改善污泥的沉降性能和脫水性能，大幅降低污泥濾餅的含水率。這是因為超聲波的作用導致了聚合電解質內部結構的變化，縮短了空間鏈結構，這并不改變其分子量，而且這些短鏈比長的支鏈更有效，這些變化都加強了電解質對污泥的活性。因此，用超聲波可以大大減小絮凝劑的用量，換句話說，加入絮凝劑可以強化超聲波處理效果，對污泥脫水有一定的幫助，但在超聲波功率為44W時幾乎無影響。因此，選用合適功率的超聲波，就可以少加或者不加絮凝劑，縮減投入藥劑成本。

超聲波可以使污泥中的有機物從固相中轉移到液相中，這種作用在一定范圍內與時間成正比。一般來說，超聲作用時間越長，污泥釋放的有機物越多，大多數釋放的有機物是被污泥絮凝物和隱藏在污泥微生物內的細胞外聚合物吸附的有機膠體。然而吸附后的胞外聚合物的大量損失不利于形成新的絮凝物，懸浮胞外聚合物的增加導致了過濾黏度的上升、上清液中的COD提高、沉降性和過濾性的降低，脫水難度也就越大?？梢姡锨逡篊OD的逐漸增大往往伴隨著污泥脫水性能的下降。VFA的變化趨勢與COD一致，這是因為超聲波在釋放有機物的同時也將有機酸從固相中轉移到液相中，因此液相中 VFA基本增加，且與COD趨勢一致。當超聲作用時間較短時，COD和VFA的增大并不明顯。間歇式處理通?？梢愿纳瞥暡ǖ纳镄?，但是延長了總時間，間歇長短和間歇/連續操作時間比的選擇應根據具體情況而定。

除了改變污泥性質，研究表明，超聲波還能加快微生物生長，提高其對有機物的分解吸收能力，而且促進效應在超聲波停止后數小時內依然存在。

雖然，Mohammed Reza Salsabi、Tiehm A、Xin Feng、X.Yin、楊金美等國內外專家都對該技術進行了相關研究，但該技術在超聲波與陽離子聚合電解質的聯合應用效果等一些方面還未達成一致意見，需要深入的研究?？偠灾?，超聲波調理技術是改善污泥脫水性能的一種有效的預處理方法，因此其在污泥脫水處理領域將會引起人們越來越多的關注。