污泥的脫水性能很大程度取決于污泥的結(jié)構(gòu)。改變污泥的結(jié)構(gòu)可以大大提高污泥的脫水性能，污泥量也會(huì)大幅度減少。菌膠團(tuán)具有良好的保水性，內(nèi)部包含水約占總水量的25%，這些菌膠團(tuán)使污泥水分難以脫除，利用超聲波可以破壞菌膠團(tuán)。聲能密度為0.11~0.22W/mL的超聲波處理可以破壞菌膠團(tuán)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，使菌膠團(tuán)內(nèi)部包含水排出，同時(shí)保持較大的污泥顆粒，污泥的沉降性有所提高。而且超聲波在水中產(chǎn)生的各種效應(yīng)受頻率影響很大，低頻(<100kHz)機(jī)械效應(yīng)較好，高頻化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng)，由于污泥處理主要利用超聲波的機(jī)械效應(yīng)，因此低頻下效果較好。41、207、360、616、1068、3217kHz下的超聲波處理污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的效率隨著超聲波頻率的升高而降低，41kHz下處理效率是3217kHz下處理效率的9.7倍，因此污泥處理中通常利用不超過40kHz的超聲波。

  對(duì)于大量污泥的處理，超聲技術(shù)可作為一種預(yù)處理技術(shù)與其他方法如厭氧、好氧處理技術(shù)聯(lián)用，然而對(duì)于每一種應(yīng)用，超聲能量輸入和細(xì)胞分解程度及厭氧消化時(shí)間都有優(yōu)化組合。Ying·ChihChu等研究了超聲與堿解聯(lián)合破解污泥的效果，實(shí)驗(yàn)得出投堿和超聲波同時(shí)作用比單獨(dú)的投堿處理效果更高。據(jù)有關(guān)報(bào)道，德國(guó)利用超聲波進(jìn)行污泥減量已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，而國(guó)內(nèi)在這方面的研究基本上處于初步實(shí)驗(yàn)研究階段，仍需進(jìn)一步爭(zhēng)取進(jìn)入實(shí)用階段。

  污水污泥處理中常采用絮凝技術(shù)，這是一種處理效率高、既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單的物化處理技術(shù)。絮凝劑已成為污泥脫水的首要選擇，很多文獻(xiàn)表明，添加絮凝劑是對(duì)污泥有效的處理方式。化學(xué)調(diào)理過程本身就是化學(xué)反應(yīng)過程，超聲波對(duì)均相和非均相反應(yīng)體系一般都有強(qiáng)化效果，也促進(jìn)了絮凝劑水解、凝聚和絮凝過程的進(jìn)行。

  JanuaryBBien等認(rèn)為超聲波能改變作為絮凝劑的高分子電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而提高脫水性能。表面電勢(shì)是衡量脫水性能的一個(gè)重要參數(shù)，在污泥中加入高分子電解質(zhì)可以改變其表面電勢(shì)。超聲波作用高分子電解質(zhì)一定時(shí)間，可以使電解質(zhì)分支減少，鏈節(jié)變短，更有利于脫水。另外，超聲對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，還可以縮短厭氧發(fā)酵時(shí)間，減少絮凝劑的使用量。Wolny等]的研究表明，通過超聲場(chǎng)的作用對(duì)脫除污水污泥中的水含量有明顯的作用。超聲的作用是改變高分子電解質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)超聲時(shí)間和頻率選擇合適時(shí)，可提高脫水的效率，不過這個(gè)時(shí)間的選擇根據(jù)高分子電解質(zhì)的類型會(huì)不同。在超聲處理15s后添加聚合高分子電解質(zhì)3mg/g，可以使污泥的體積減少至原來的50%。超聲處理5~10min時(shí)活細(xì)菌數(shù)量大大減少。

  超聲作用幾十秒，就可以減少絮凝劑用量的50%，污泥脫水后的體積比無超聲處理的減少65%。超聲波促進(jìn)脫水的常見工藝為：城市污泥-重力沉降-超聲波處理-機(jī)械脫水。超聲波能有效的破壞菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，將其中內(nèi)部包含水釋放成為可以比較容易去除的水分。E.Riera-FrancodeSarabia等把高能超聲運(yùn)用到分離過程中，以促進(jìn)流體/固體顆粒的分離。他們指出，盡管在液態(tài)懸浮體系中，團(tuán)聚作用不如氣體中明顯，然而超聲能量可以有助于高濃度細(xì)小顆粒體系比如料漿和污泥的脫水。他們的研究顯示，頻率在10和20kHz下，超聲可以促進(jìn)過濾過程固、液的分離。