随着我国污水处理厂的增加,污泥的产量也逐年增加,如果不经过适当处理会对环境造成二次污染,因此必须对其首先进行减量化处理。预处理措施可改善污泥的脱水特性,从而使之达到最优的减量化效果。超声波及微细气泡技术具有效率高、环境友好等特点,已经受到越来越多的国内外学者的关注。通过超声波预处理方式对市政污泥的脱水特性进行研究,测定了不同条件下超声波氧化性的变化。超声波单独作用时,对提高脱水特性较为有利的条件是作用时间为120 s,超声波功率为450 W,处理量为80 m L。同时超声波处理后污泥CST明显变大,粒径呈现先下降后上升的趋势,并在超声波时间为120 s、功率为450 W时分别达到最低点。为了提高减量化、促进污泥厌氧处理的效果,搭建了连续流动状态下超声波协同微细气泡处理污泥实验装置,分别进行了微细气泡预处理和超声波协同微细气泡预处理实验。在微细气泡预处理实验中,通过测定微细气泡的氧化性及处理后污泥各项参数的变化分析了微细气泡预处理的作用机理。采用紫外分光光度法对氧化性进行测定后发现,I₃^-浓度呈先下降后上升的趋势。通过直接表征和间接表征相结合分析了微细气泡对污泥脱水特性的影响,结果表明污泥脱水率与泥饼含水率变化趋势基本相反;对EPS采取分层测试,发现表面积平均粒径与LB-EPS层多糖含量变化趋势基本一致,分形维数与总多糖含量呈二次线性相关关系,相关系数R²=0.9285,膜池回流污泥VFA含量由90.95 mg/L增加到162.70 mg/L。在超声波协同微细气泡预处理实验中,通过测定脱水率与含水率、EPS中多糖、VFA和三维荧光光谱分析了超声波协同微细气泡预处理技术的作用机理。实验结果显示,处理后污泥中VFA含量最大值为204.64 mg/L。且不同处理条件对EPS的破解和DOM中有机物分布影响不同,其中蛋白质类在三层EPS中占比为SEPS层30%～40%、LB-EPS和TB-EPS层40%～50%。采用响应曲面法实验分析了三个因素对VFA含量变化的影响程度,得出气泡处理时间>超声波时间>超声波功率。基于以上研究,进一步采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜法对超声波、微细气泡、超声波协同微细气泡处理后污泥的化学性质和微观结构变化进行了分析。污泥上清液中存在多糖和蛋白质的特征峰,经过超声波和微细气泡作用后污泥中有机物的化学结构发生了一定的变化。原污泥较为完整的絮体结构在超声波和微细气泡的作用下也被打散,孔隙度增大,促进了有机物的溶出。主要在以下方面的研究中取得进展,首先设计了一种能够实现在连续流动状态下使用超声波和微细气泡处理污泥的实验装置。其次针对多糖、粒径、分形维数等指标间的相关性进行了分析,实验发现表面积平均粒径与LB-EPS层多糖、分形维数与总多糖含量之间具有较强的相关性,通过各个指标的单独分析和相关性分析对污泥脱水特性进行了更全面的研究。