针对我国中、小型污水处理厂严重缺乏污泥稳定设施的局面，本文在充分了解各种污泥处理工艺和超声波生物技术研究动态的基础上，首次将低剂量生物超声波理论引入污泥处理，提出了“低剂量超声波辐射促进污泥需氧消化工艺”，研究了低剂量超声波辐射对污泥理化性质和微生物内源代谢活性的影响以及应用于需氧消化的效果。 通过测定在不同强度、辐射时间的超声波作用下，不同泥龄剩余污泥的理化性质和生化活性以及生化活性的持续性，得出：超声波辐射污泥作用效应分为三个阶段，第一阶段表现为污泥絮体尺寸变小，生物活性提高，溶出了污泥絮体中的有机物；第二阶段，生物活性受到短期抑制，随后又逐渐恢复；第三阶段中，超声波对微生物造成了不能承受的损伤，OUR、活菌数，蛋白酶活性和脱氢酶活性都显著下降。从节能的角度讲，采用0.05W／ml强度的超声波，辐射2～10min以提高污泥生化活性比较经济。 根据超声波辐射对污泥性质的影响，研究了在不同的总输入能量、输入次数、每次输入能量以及污泥浓度的组合下超声波辐射促进污泥需氧消化的效果，得出： （1） 超声波辐射可以促进污泥需氧消化，可使消化时间缩短约5～7d，相应的TVSS去除率较传统需氧消化提高30～50％。上清液中COD、NH₄⁺-N、NO₃-N、TP的浓度变化与传统污泥需氧消化类似且不受输入方式的影响。另外，超声波辐射促进污泥需氧消化可降低终产物的SVI值，并使SVI值提前稳定，且剂量越高，稳定越快。 （2） 超声波能量的输入方式对需氧消化稳定时间有重要影响，强度、每次输入能量、输入次数对需氧消化影响的重要性为：强度＞每次输入能量＞输入次数。 （3） 通过对动力学模式的探讨，认为“低剂量超声波辐射促进污泥需氧消化工艺”仍然符合一级反应动力学关系。反应速率在达到最大反应速率前与输入的能量有近似的指数关系。