污泥的超声波预处理
超声波处理污泥
超声波处理污泥
污泥预处理是为后续的污泥处理和利用过程提供更为适宜的物质特征条件。
目前常用的预处理技术主要有机械法、化学法、臭氧氧化法、超声辐照发等。
超声波对污泥作用的机理比较复杂，还没有完全研究清楚。
从声学角度来看，超声波降解污泥主要是利用声波的能量，当一定强度超声波作用于某个液体体系时，液体中产生空化现象，瞬间产生高温。
在不条件化学变性剂、酶以及其他物质的情况下，连续的高频超声波作用能够溶解细菌孢子，破坏菌胶团结构，使其中的水溶解出来，从而提高其脱水性能。
超声波对污泥能够产生体重海绵效应，使水分更易从波面产生传播的通道通过，从而使污泥颗粒团聚、粒径增大，当其粒径达到一定程度，热运动使其相互碰撞、粘接、最终沉淀。
超声波对污泥的其他一些作用，如局部发热、界面破稳、扰动和空化，能够使污泥中的生物细胞破壁，并且加速固液分离过程，改善污泥的脱水性能。
另外，超声波可以促进混凝作用。
当超声波通过含有微小颗粒的流体介质时，颗粒会与介质一起振动，由于大小不同的颗粒具有不同的振动速度，颗粒将相互碰撞、粘和、变大，最终沉淀。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波在污水处理中的应用是一种先进的技术，可以有效地去除污水中的悬浮物、沉积物和有机物质。
以下是超声波在污水处理中的应用的详细内容。
1. 超声波在污水预处理中的应用超声波可以用于污水的预处理阶段，以去除大颗粒的悬浮物和沉积物。
超声波振动可以通过产生高频的压力波来破坏悬浮物和沉积物的结构，使其更容易被后续的处理步骤去除。
此外，超声波还可以促进悬浮物的沉降，提高沉淀效率。
2. 超声波在生物处理中的应用生物处理是一种常用的污水处理方法，其中利用微生物降解有机物质。
超声波可以用于增强生物处理过程。
超声波的振动可以破坏微生物细胞膜，释放细胞内的有机物质，从而提高有机物的生物降解效率。
此外，超声波还可以促进微生物的生长和代谢活性，进一步加速有机物的降解速度。
3. 超声波在氧化处理中的应用氧化处理是一种常用的污水处理方法，其中利用氧化剂氧化有机物质。
超声波可以用于增强氧化处理过程。
超声波的振动可以破坏有机物质的分子结构，使其更易于被氧化剂氧化。
此外，超声波还可以提高氧化剂的传质速率，增加与有机物质的接触面积，进一步提高氧化效率。
4. 超声波在除臭处理中的应用污水处理过程中常常伴随着难闻的臭味问题。
超声波可以用于除臭处理，通过破坏有机物质的分子结构，降低其挥发性，从而减少臭味的产生。
此外，超声波还可以促进气体和液体之间的质量传递，加速气体的溶解和扩散，进一步减少臭味的产生。
5. 超声波在膜处理中的应用膜处理是一种常用的污水处理方法，其中利用膜过滤或膜分离技术去除污水中的悬浮物和溶解物。
超声波可以用于增强膜处理过程。
超声波的振动可以破坏悬浮物和溶解物的结构，使其更容易被膜过滤或膜分离去除。
此外，超声波还可以清洁膜表面，减少膜的堵塞和污染，延长膜的使用寿命。
总结：超声波在污水处理中的应用具有广泛的潜力。
它可以用于污水的预处理、生物处理、氧化处理、除臭处理和膜处理等多个环节，提高污水处理的效率和质量。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用引言概述：随着城市化进程的加快和人口的增加，污水处理成为了一项重要的环保任务。
超声波技术作为一种非常有效的处理方法，被广泛应用于污水处理领域。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，包括超声波在污泥处理、污水氧化和污水消毒等方面的应用。
一、超声波在污泥处理中的应用1.1 增强污泥脱水效果：超声波可以通过激发污泥颗粒的振动，使其颗粒间的粘附力减小，从而提高污泥的脱水效果。
1.2 促进污泥降解：超声波的能量可以促进污泥中微生物的活性，加快有机物的降解速度，提高污泥的稳定性。
1.3 减少污泥体积：超声波可以破坏污泥中的胞外聚合物，使其释放出来，从而减少污泥的体积。
二、超声波在污水氧化中的应用2.1 提高氧化效率：超声波可以将氧气均匀地分散到污水中，增加氧气和污水颗粒的接触面积，提高氧化效率。
2.2 加速污水氧化反应：超声波的能量可以激活氧化反应，加快污水中有机物的降解速度，提高氧化效果。
2.3 降低氧化剂用量：超声波可以增加氧化剂与污水的接触效率，从而减少氧化剂的用量，降低处理成本。
三、超声波在污水消毒中的应用3.1 提高消毒效果：超声波可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜，增加消毒剂与细菌的接触面积，提高消毒效果。
3.2 加速消毒反应：超声波的能量可以加速消毒反应的进行，减少消毒时间，提高消毒效率。
3.3 减少消毒剂用量：超声波可以提高消毒剂与污水的接触效率，从而减少消毒剂的用量，降低处理成本。
四、超声波在污水处理中的优势4.1 高效能：超声波技术可以在较短时间内完成处理过程，提高处理效率。
4.2 环保：超声波技术不需要使用化学药剂，减少了对环境的污染。
4.3 经济实用：超声波技术的设备和运行成本相对较低，适用于各种规模的污水处理厂。
五、超声波在污水处理中的挑战与展望5.1 能量传递问题：超声波在污水中的传递受到污水的复杂性和浑浊度的影响，需要进一步研究优化。
5.2 能耗问题：超声波设备的能耗较高，需要寻找更加节能的超声波技术和设备。
超声波技术处理含油污泥
超声波技术处理含油污泥1、含油污泥的来源及危害含油污泥主要源自石油钻采、储存、运输、中转、炼制及含油污水处理等工艺。
油田含油污泥的主要成分是水、石油类、污泥中的泥土和其他成分。
含油污泥具有成分复杂、难于脱稳脱胶、易于产生异味和处理过程中需要进行防爆处置等，其含有的石油进入水体或土壤，将会对周边生态、微生态系统和土壤植被生态造成严重的危害，随着《土壤污染防治行动计划》和《土壤法》的相继出台实施，提出了严格强化未污染土壤保护，必须对含油污泥进行无害化处置，最大限度地减少对周边生态环境的影响已是大势所迫。
2、含油污泥的处置技术现状综合目前的污泥处置技术可知，含油污泥处理技术可分为：化学处理法(加热碱性洗法、化学清洗法、溶剂萃取法和化学破乳-脱水法等)、调质-机械分离法、回注调剖技术、热处理技术(干化焚烧、热解法、焦化法等)、生物法(地耕法、堆肥法、生物反应器技术和植物修复技等)及其它新衍生出的处理方法(如电动力学处理技术、超声波法、冷冻融融处理技术、毛细吸入技术等)等，但每种方法都有各自的适用范围、技术优缺点和经济性等。
为满足日益严格的环保监管要求，目前对于含油污泥的处置多是采用多种处理工艺相组合，分别利用各自工艺在不同方面的技术优势进行有机组合，进而实现污泥的合理高效处置。
其中超声波辅助处理作为新型的污泥预处理技术，充分利用对污泥能够产生海绵效应、局部发热等作用提高污泥脱水能力，降低污泥的粘性。
3、超声波污泥处置技术的原理及进展3.1超声波技术处理含油污泥的机理超声波是指频率从20kHz~10MHz范围内的声波，该波段的声波具有频率高、方向性恒定、穿透力强、能量集中等特点。
超声波污泥处理作为新型的污泥处理技术，主要是用来强化污泥中石油类的分离，其作用原理主要为超声波的振动和声空化功能。
(1)超声波的机械振动，超声波使得在其中的液体物质高速高频振动，形成极强的湍流。
利用污油、固体无机物质和水的密度不同，在强大湍流作用下，分离出来的石油小颗粒在振动作用下互相高速碰撞，可以克服污油小颗粒之间的界面张力，凝聚成较大的油滴。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波技术是一种利用高频声波在介质中传播和传递能量的技术。
在污水处理领域，超声波被广泛应用于污水处理过程中的悬浮物去除、气浮污泥浓缩、脱水和消毒等环节。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，包括原理、设备、工艺和效果等方面。
一、超声波在污水处理中的原理超声波在污水处理中的应用基于声波的机械作用和声波的化学作用。
声波的机械作用包括声波的振动和声波的微流，可以有效地破碎悬浮物、气泡和颗粒，提高污水处理过程中的混合和传质效果。
声波的化学作用包括声波的空化效应和声波的氧化还原作用，可以加速污水中有机物的降解和氧化反应。
二、超声波在污水处理中的设备超声波在污水处理中的设备主要包括超声波发生器、超声波换能器和超声波反应器。
超声波发生器是产生高频电信号的装置，超声波换能器是将电信号转换为声波的装置，超声波反应器是将声波传递到污水中的装置。
超声波反应器的形式多样，常见的有浸入式反应器、管道式反应器和喷射式反应器等。
三、超声波在污水处理中的工艺超声波在污水处理中的工艺主要包括超声波预处理、超声波气浮、超声波脱水和超声波消毒等。
超声波预处理是指在污水处理前使用超声波技术对污水进行预处理，如破碎悬浮物、提高混合效果等。
超声波气浮是指利用超声波技术增强气浮污泥浓缩效果，提高气泡的分散性和上升速度。
超声波脱水是指利用超声波技术提高污泥的脱水效果，加速水分的排出。
超声波消毒是指利用超声波技术破坏细菌和病毒的细胞结构，达到消毒的效果。
四、超声波在污水处理中的效果超声波在污水处理中的应用可以显著提高处理效果。
首先，超声波可以破碎悬浮物和颗粒，提高混合效果，使污水中的悬浮物更易于沉淀和过滤。
其次，超声波可以增强气泡的分散性和上升速度，提高气浮污泥浓缩效果。
再次，超声波可以加速污泥的脱水过程，降低脱水能耗。
最后，超声波可以破坏细菌和病毒的细胞结构，达到消毒的效果，提高出水水质。
综上所述，超声波在污水处理中的应用具有广泛的应用前景。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用超声波在污水处理中的应用已经成为一种有效的技术手段，能够帮助提高污水处理的效率和质量。
本文将详细介绍超声波在污水处理中的应用，并提供相关数据和案例以支持这些应用的有效性。
一、超声波在污水预处理中的应用1. 污泥溶解超声波可以通过产生高能量的声波振动来溶解污泥中的有机物质。
研究表明，超声波处理后的污泥中有机物的溶解率可以提高50%以上。
这种溶解作用可以使污泥更容易被生物处理系统降解，从而提高整个污水处理过程的效率。
2. 污泥降解超声波可以通过破坏污泥颗粒的结构，促进细菌对有机物的降解。
研究发现，经过超声波处理的污泥中有机物的降解速率比未经处理的污泥高出30%以上。
这种降解作用可以加快有机物的降解速度，减少处理时间和能源消耗。
3. 污泥脱水超声波可以通过破坏污泥颗粒的结构，提高污泥的脱水效率。
研究表明，经过超声波处理后的污泥的含水率可以降低20%以上。
这种脱水作用可以减少污泥的体积和重量，降低处理成本和污泥处置的难度。
二、超声波在污水处理过程中的应用1. 水体混合超声波可以通过产生高频的声波振动，促进水体中的溶解氧和污染物的混合。
研究发现，经过超声波处理后，水体中的溶解氧浓度可以提高20%以上，污染物的混合均匀度也得到了显著改善。
这种混合作用可以提高生物处理系统的效率和稳定性。
2. 污染物去除超声波可以通过破坏污染物的分子结构，促进其在水体中的溶解和去除。
研究表明，经过超声波处理后，污水中有机物和重金属的去除率可以提高30%以上。
这种去除作用可以减少污染物对水环境的影响，提高水质的净化效果。
3. 水体消毒超声波可以通过破坏细菌和病毒的细胞结构，实现对水体的消毒。
研究发现，经过超声波处理后，水体中的细菌和病毒的去除率可以达到99%以上。
这种消毒作用可以有效预防水体中病原微生物的传播，保障水质的安全性。
三、超声波在污水处理中的应用案例1. 某污水处理厂引入超声波溶解技术后，污泥的溶解率提高了50%以上，使得生物处理系统的降解效率提高了30%。
超声波在过滤和污泥脱水中的应用
超声波可以改变微粒表面的活性，使得它们之间的连接能力增强[8]。只有加入淀粉后， 对铁矿石残渣进行超声波处理产生的效果才能看到。这并不是说它直接破坏了淀粉结构，其 实，超声波在这里的作用是把这种粘土质材料从铁微粒表面移开，这样，淀粉就不能吸附在 微粒表面。这里使用的是输入能量为 500W/l，频率为 22kHz 的发生器[29]。Fairbanks 做了这 样一个实验，将表面上涂了硫化土粉的煤放到超声波盘(plate)里进行处理，结果观测到，由于 气穴气泡破裂，这层硫化土粉一点一点从煤颗粒表面爆开，在接下来的筛分过程中，其水分 含量也减少了，并且筛分速率显著提高。[30]Fairbanks 又用同样的超声波盘处理沉淀池里的 水，结果发现，在加入的絮凝剂更少的情况下，沉淀速率比未进行超声波处理时快 10 倍。原 因是超声波破坏了微粒周围的凝胶层，这使得其周围的水层更加稀薄，从而使它们更容易与 附近的微粒互锁。
超声波在过滤和污泥脱水中的应用
超声波在过滤和污泥脱水中的应用
Pentti Pirkonen 1. 引言
近年来，用附加力来辅助过滤和脱水受到越来越多的重视。例如，磁力过滤器作为一种 固液分离的技术方案目前已被广泛接受，商用电力过滤器已经出现，只是还没有被广泛采用 [1-3]，另外，超声波过滤器正处于研制过程中。现在，我们对磁场和电场在强化过滤中的作 用有了一个全面的认识，超声波（US）的性质已经被广泛研究，并有小规模的利用。在工业 工程的一些领域也有超声波的运用，比如在萃取、清洗、雾化、乳化和分子分裂、固体分散、 水晶晶核的形成及发展和除气方面[5]。
超声波在污水处理中的应用
超声波在污水处理中的应用引言概述：污水处理是一项重要的环保工作，有效处理污水可以减少对环境的污染，保护水资源。
超声波技术作为一种新兴的处理方法，在污水处理中得到了广泛应用。
本文将从超声波的原理、超声波在污水预处理、污泥处理、水质监测和消毒等方面进行详细阐述。
一、超声波的原理1.1 声波传播原理超声波是一种频率高于人耳听觉范围的声波，其传播速度和路径与空气中的声波类似。
超声波通过震动源产生，传播时会发生折射、反射和散射等现象。
1.2 超声波的特性超声波具有高频、高能量、高压缩性和高速度等特性。
这些特性使得超声波在污水处理中能够有效地击碎固体颗粒、杀灭微生物和分解有机物质。
1.3 超声波的应用原理超声波在污水处理中的应用原理主要包括机械作用、热效应和化学效应。
机械作用通过超声波的压缩和稀释效应，使污水中的颗粒物质分散、悬浮和沉降；热效应通过超声波的能量转化为热能，提高污水的温度，促进化学反应；化学效应通过超声波的能量激发和加速化学反应，提高污水处理效果。
二、超声波在污水预处理中的应用2.1 悬浮物的分散超声波能够将污水中的悬浮物质分散为微小颗粒，提高悬浮物的表面积，便于后续处理过程中的沉降和过滤。
2.2 溶解气体的除去超声波通过产生大量的气泡并迅速破裂，可以有效地将污水中的溶解气体除去，提高水体的氧溶解度。
2.3 溶解固体的分解超声波的高能量可以击碎污水中的固体颗粒，促进有机物质的分解和氧化，提高污水的可生化性。
三、超声波在污泥处理中的应用3.1 污泥的消化超声波能够击碎污泥中的细菌和微生物，促进有机物质的降解和消化，提高污泥的稳定性和可处理性。
3.2 污泥的脱水超声波能够破坏污泥中的胶体结构，提高污泥的固体含量，加快污泥的脱水速度，降低脱水成本。
3.3 污泥的消毒超声波能够杀灭污泥中的细菌和微生物，减少臭味的产生，提高污泥的稳定性和无害化处理效果。
四、超声波在水质监测中的应用4.1 水质参数的测量超声波可以通过测量声波在水中的传播速度、衰减和反射等参数，来判断水质的浑浊度、浓度和温度等指标。
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污泥的超声波预处理[摘要]超声波处理是一种新兴的、有效的用以加强污泥的可生化性的机械预处理方法，并且对于所有污水处理设施中污泥的处理和处置都十分有效果。
超声波处理是通过扰乱污泥原有的物理、化学和生理性质来提高其可消化能力。
崩解的程度取决于声处理的参数以及污泥的特性，因此，最佳参数的评价因声处理设备和受处理污泥的不同而有所区别。
超声波处理的试验设施表明，生物气体的产量提高了50%，此外能量衡算显示获得的净能量与超声波装置的电耗的平均比率是2.5。
这篇综述总结了超声波处理污泥的优点、超声波处理参数对处理效果的作用、污泥特性对于污泥裂解的影响及由此带来的厌氧消化器中生物气体产量的提高。
由于许多研究者对于计量单位的表达的不确定以及数据的不可利用，对这些研究结果进行比较是非常复杂的。
为了评价污泥处理处置的最经济可行和环境可行的预处理方法，将超声波处理和其他预处理的选择进行比较是很有必要的。
超声波处理的最佳参数随污泥特性的不同而变化。
1.引言21世纪工业化与城市化的快速发展导致了污水处理系统的污泥产量达到了不可管理的数量。
污泥的管理是污水处理系统的主要问题，它占了系统运行总费用的60%而且关于污泥处置的法律法规变得越来越严格。
随着全球变暖和气候变化的加剧，来自废弃物处理领域的温室气体排放获得了更多的关注。
在加拿大，废弃物处理领域的温室气体排放从1990年到2006年提高了15%。
加拿大现有的污水处理系统产生的干污泥量是670,000 Mg/y，并预计产率在将来还会继续提高。
焚化、海洋投弃、土地利用和堆肥是过去数十年来常见的污泥处置方法。
由于经济上的制约和对环境的负面影响，这些常见的污泥处置方法已经不再可靠。
鉴于环境上和经济上的制约，我们有需要寻找可持续的经济可行的技术来进行污泥的处理和处置。
随着在污泥处理方面的广泛研究，许多研究者提出污泥的厌氧消化是有效的可持续的污泥处理技术。
厌氧消化技术的优点是非常巨大的，其中包括物料的减少、臭气的去除、减少致病菌、更少的能耗以及更显著的由甲烷而带来的能量回收。
污泥的厌氧消化是在没有氧元素存在的情况下，将可降解有机物转变成甲烷和二氧化碳的一系列复杂的微生物化学过程。
从基质到生物气体的转变途径由三种不同类型细菌的作用将其分为水解、酸化、乙酸化和甲烷化四个阶段。
第一类细菌包括水解细菌和酸化细菌，它们将复杂的基质（碳水化合物、脂类和蛋白质等）水解成溶解性的单体（单糖、脂肪酸和氨基酸等）继而水解为CO2、H2、有机酸和酒精。
第二类代谢细菌是能够将简单的单体和脂肪酸转变为乙酸，H2和CO2的产氢产酸菌。
第三类是产甲烷细菌，它们能利用CO2、H2和乙酸来生产CH4和CO2。
这个从基质到CH4和CO2的完整的微生物消化过程是十分缓慢的，需要很长的停留时间。
特别地，细胞内生物聚合物的溶解和向低分子量固体可降解有机质的转化（如污泥的水解）是一个速度限制步骤。
传统的厌氧消化过程的四个阶段如图1所示。
传统厌氧消化处理较低的微生物转化率导致了反应器中很高的水力停留时间和较大的消化器容积，这也是传统厌氧消化技术的关键障碍所在。
可生物降解有机物质的不可利用和较低的消化速率常数使得污泥的预处理很有必要。
污泥的预处理可以使细菌的细胞壁破裂以促进细胞内物质向液相的释放，以此提高污泥的可生物降解性，并通过降低停留时间和提高生物气体产量来加强厌氧消化的效率。
随着各种污泥预处理技术的发展，其中包括热力学的、化学的、机械的、生物性的、物理的和各种结合技术如物理化学的、生物—物化的、机械—化学的和热力学—化学等方面，污泥的可生物降解性可以通过一定的方式得到加强。
然而，经济上的制约限制了这些技术在实践试验上的应用。
为了建立最佳的经济可行的预处理技术以提高污泥的可消化性，全世界的研究者展开了广泛的研究。
超声波处理是一种新兴的有前景的机械式污泥裂解技术。
它有许多内在的优点如显著的污泥裂解率（> 95%），生物可降解性的提高，生物固体质量的提升，生物气体中甲烷量的提高，无需添加化学剂，更少的停留时间以及污泥量的减少。
此外，单位超声波能量（1kW）的消耗能产生7kW的能量。
以甲烷产量提高效果衡量的预处理技术的效率的顺序是，超声波分解>自动窑热处理> 水浴热处理> 冷冻。
本文展现了关于超声波预处理污泥以加强厌氧消化的广泛性的综述，并比较了实验室试验和实践规模试验的结果。
2.超声波处理在过去，声波被应用在反潜艇的战争中，导致了许多鱼类被声波所杀死，人们从中想到了用超声波的方法来破坏微生物细胞。
Hughes与Nyborg[16]还有Alliger[17]研究了超声波作用于微生物细胞的机理并发现，短暂地暴露在超声波中可以使细胞壁变薄从而导致细胞质向外释放。
超声波是频率高于20kHz的周期性声波。
不同频率的超声波的应用如图2所示。
根据频率的不同，可将其分为三个区域：功率超声（20—100kHz），高频超声（100kHz—1MHz）和超声诊断（1—500MHz）。
超声波在医学上的应用最早出现在二战中，超声波被用于代替人手对骨折的病人进行按摩[18]。
随着技术的进步，超声波（>20Hz）被应用于各种领域。
频率在20kHz到100kHz之间的超声波被应用于要求发生各种化学、物理变化的重要的化学系统中。
在动物导航与通行，固体内部裂痕的探测，水底定位，胎儿扫描，骨盆畸形检测，良性与恶性肿瘤治疗等方面，1MHz到10MHz频率范围的超声波均有广泛的应用。
通过超声波处理使微生物细胞破裂可获得细胞内的物质[22-24]。
Hogan等[25]还对超声波应用于市政污泥的裂解进行了进一步的评估。
在20Hz与20kHz之间的声波是可以听得见的，而听觉随着个人和年龄的不同而有所差别。
低于20Hz到0.001Hz 的声波用于地震学[26]，医学和追踪地壳中岩石和石油的形成。
2.1超声波引发的空洞现象超声波技术的基本目的是破坏微生物细胞的细胞壁，使细胞内的物质能够在厌氧消化中不断地被利用以降解为CH4和CO2。
当超声波在污泥相中传播时，能产生压力和拉力，压力使微粒聚集而拉力则使离子分离，由于负压的持续存在在拉力区域会出现微小的气泡（即空穴）。
这些小气泡不断变大达到了不稳定的尺寸便会破裂，并产生冲击波（在几微秒内达到5000℃和500个大气压）。
这些气泡产生到破裂的过程就是所谓的空穴现象。
空穴气泡的产生和破裂如图3所示。
2.2影响空穴现象的因素污泥的裂解效率主要取决于空穴现象，而影响空穴现象的因素可见表1。
2.3超声波产生与裂解机理超声波是靠磁致伸缩和压电两种技术产生的。
在磁致伸缩技术中，电能通过连接着震动片的磁线圈转化成机械能（震动）。
在压电技术中，电能通过连接着震动片的压电晶体转变成高频率的电动能。
将电能或机械能转化为声波的转换器是一个能增强震动的机械放大器。
喇叭将超声波传递到液体中，所以转换器、扩充器和喇叭是超声波设备的主要部件。
转换器、扩充器和喇叭在节点处被夹紧并结合在一起，在转换器和扩充器上是最常见的结合点。
此外，喇叭常被设计成半个波长的长度，不过根据实际应用也有设计成一个波长的。
超声波的强度可以通过调节输入电压的方式进行控制，这是超声波处理中非常重要的一项参数，它能决定震动扩增的大小。
声能转化为热能的转化效率可以通过式（1）—（3）计算。
2.3.1 污泥的破解污泥破解的输入功率有许多表达方式，（a）破解度，（b）超声波剂量，（c）超声波密度和（d）超声波强度。
各表达式见表2。
我们所推测的污泥的超声波破解机理是，（a）水的机械剪切力；（b）在超声辐射下产生的OH、H、N和O等自由基的氧化作用；（c）污泥中挥发性疏水物质的热分解；（d）活性污泥破解过程中温度的升高。
超声处理中产生的空穴导致了大量微气泡的破裂，使得气泡周围的液相中产生了巨大的机械剪切力。
气泡破裂所产生的高温使水分解为性质活跃的氢离子和氢氧自由基，在低温区域这些粒子会重新结合成过氧化氢和氢气。
由于挥发性疏水物质在污泥中的含量非常低，因此其作用也常可忽略。
考虑到温度对于溶解的影响，污泥在高温下的溶解速度非常缓慢。
因此，我们可以认为，污泥的破解主要通过两个途径实现，水的机械剪切力和氢氧自由基的氧化作用。
Wang[49]等人对氢氧自由基和水力机械剪切力对污泥破解的影响进行了评价。
在超声处理之前加入NaHCO3来测定氢氧自由基的影响。
NaHCO3的加入能使污泥中氢氧离子的氧化效率有略微的提升，但也导致了污泥pH值的升高。
这表明了氢氧自由基对污泥溶解的促进作用是微弱的。
因此，污泥的破解主要是依靠空穴气泡产生的机械剪切力实现的。
此过程遵从于一阶反应式。
总的反应常数u可以通过（4）式计算。
2.4超声波破解的评价超声波能使微生物絮体分散并将大颗粒的有机物分解为更小尺度的颗粒。
高压力波产生的剪切力能破坏细胞壁以使胞内物质释放到液相中，这个过程使得污泥的物理、化学、生物等性质在超声波预处理中发生了改变。
因此，污泥的破解程度是根据污泥的物理、化学、生物等性质的变化确定的。
2.4.1物理性质变化污泥的物理性质参数对厌氧消化有重要的影响，所以声处理后物理参数的测定对于厌氧消化的操作至关重要。
此外，物理性质指标是污泥破解效率的评定标准。
判定超声破解程度的技术主要有颗粒粒径分析，污泥沉降性测定，物质组成测定，显微镜成像，浊度测定以及污泥的脱水性能。
颗粒粒径分析根据颗粒的大小有不同的方法，主要有筛分法、沉降法、电臭氧感应法、显微镜法和激光衍射法等。
超声波能将污泥颗粒破解至非常小的尺寸，而激光衍射法常被用来分析颗粒粒径。
污泥的浊度随着声处理参数的升高而变化，并通过浊度仪测量，以NTU 计量。
污泥的脱水能力根据其毛细管上升时间和污泥比阻测定。
2.4.1.1颗粒尺寸颗粒的溶解率是由污水中颗粒的大小尺寸确定的，颗粒的溶解率影响着消化过程中甲烷的产量。
超生预处理能显著地减小污泥中颗粒的粒度，而影响其效率的因素有处理时间，声波密度，声波功率，污泥体积和污泥性质等。
随着处理时间的延长颗粒的粒径逐渐减小，如经过0.49min和1.6min的声处理颗粒大小从165μm分别减小为135μm和85μm。
相似的，Biggs和Lant[68]发现经过5分钟的声处理微粒的粒径从125mm减小到10mm。
Gonze等一开始也观察到相似的减小趋势，但他们发现经声处理超过10分钟后，颗粒大小随着处理时间的推移而逐渐变大。
在高处理时间下颗粒大小的增大是由颗粒的重絮凝造成的。
随着处理时间的增加，由于细胞溶解而释放的胞内聚合物逐渐增多，这些物质对于絮凝十分有利。
这些生物聚合物像胶水一样将生物絮体粘合在一起，并形成羟基和羧基基团。
微粒平均尺寸的减小作用也会随着声波强度的增大而增强。