污泥是污水处理过程中产生的副产物,含水率约占98%以上。污泥含水率高,是以多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物混杂在一起而形成的集合体。若随意堆放,将会对环境造成严重的污染,给人类的身体健康造成威胁。氮、磷营养元素流入水体,过量会出现水体富营养化;有机物经过长期作用发酵腐烂,产生恶臭气体,滋生蚊蝇,给环境带来隐患。因此,污泥的处理与处置成为当今世界亟待解决的环境问题。本文通过超声波对污泥进行处理,改善污泥的脱水性能,降低污泥的含水率,为后续处理减少了占地空间,节省了处理成本;同时经过超声处理后,污泥絮凝体结构遭到破坏,细胞内的有机物等物质被释放到液相中,使其在液相中的含量增加,对经超声处理后的污泥上清液回流到A/O反应器进水端,为脱氮提供碳源。本文采用污水处理厂二沉池污泥进行实验。实验前,先将污泥静置两个小时,将上清液去除,主要考察超声处理污泥参数优化,考察一定条件范围内超声处理污泥体系下反应体系、超声时间、超声功率对污泥脱水的效果影响,以及对污泥上清液中COD、NH₄⁺-N、总氮的浓度的影响,确定最佳反应条件,以便于进行脱氮反应的研究。经过实验发现,选用2#反应器,当超声时间为40 min,超声功率为240 W时,进行实验,上清液中COD浓度为1518 mg/L,NH₄⁺-N为28.4 mg/L,总氮浓度为71.8 mg/L,为反应的最佳条件。在最佳反应条件下,污泥的含水率也有明显的下降趋势,从最开始的92.4%下降到82.34%,大大减小了污泥的体积。对进行超声反应后的污泥进行表征,通过SEM观察污泥的表面结构以及物质的变化,强有力的说明了超声在污泥中起到了重要的作用。为了分析上清液回流对生物脱氮的影响,首先应明确各种因素的作用机理,在其他条件不变的情况下,通过实验效果来确定上清液回流比等各种因素的影响和对氮去除的效果。结果表明,当停留时间为8 h,上清液回流比为7%时,脱氮效果最好,COD去除率86.11%,出水COD浓度为44.11 mg/L,NH₄⁺-N去除率为89.71%,总氮的去除率为82.92%,满足一级A排放要求。将超声波用在污泥脱水的过程中,利用物理的方法降低含水率,便于后续的处理处置,并且将其产生的上清液用于脱氮,这样不但可以降低水中的有机物浓度,还可以为脱氮反应提供碳源,从而提高氮去除的效率,使水厂总氮出水浓度小于15 mg/L,符合一级A排放要求。为该技术的发展推广提供了实践指导意义。