由于剩余污泥产量大、处理费用高、易产生二次污染,因此剩余污泥的处理与处置已经成为污水处理厂急待解决的问题之一,污泥减量化技术也成为水环境保护的重要研究方向之一。本文主要进行了超声破解、臭氧氧化剩余污泥的试验研究以及它们分别与膜生物反应器协同进行剩余污泥减量研究,并对工艺的最优运行参数以及能耗情况进行了分析。在超声破解污泥的试验研究中,超声声能密度与作用时间对污泥絮体的形状以及污泥破解度有很大影响,随着声能密度和破解时间的增加,污泥絮体破碎程度以及破解度也在逐渐的增大。剩余污泥浓度为20000 g/L,超声声能密度为1.2 W/mL时,破解10 min,污泥破解度在10%左右;超声声能密度为1.2 W/mL时,破解15 min,污泥破解度在20%左右;超声声能密度为1.2 W/mL时,破解30 min,污泥破解度在30%左右。超声破解作用破坏了污泥颗粒上细菌的细胞壁,使胞内物质由固相转入液相,从而引起了总悬浮固体量的减少;污泥上清液中的TOC、SCOD、NH3-N增加值随着破解度的增大而显著增大,而上清液中的pH值随着超声声能密度以及作用时间的增加呈下降趋势,但是下降幅度并不是很大。在臭氧氧化预处理剩余污泥试验中,向10000 mg/L的剩余污泥中投加臭氧氧化破解,剩余污泥破解度达到30%、20%、10%时所需的臭氧投量分别为0.054 mg/mgSS、0.027 mg/mgSS、0.012 mg/mgSS。剩余污泥上清液中的指标随破解度的变化趋势与超声预处理类似。在超声/臭氧预处理与膜生物反应器协同工艺进行剩余污泥减量的试验中,污泥破解度、加入的污泥浓度以及生物反应器的作用时间均是影响后续生物处理工艺中污泥减量效果的重要因素。通过试验研究,得出超声预处理与MBR协同污泥减量的最优运行参数:超声预处理阶段,剩余污泥浓度20000 mg/L,选用超声声能密度为1.2 W/mL,破解30 min(污泥破解度为30%左右);后续生物处理阶段:膜生物反应器内的污泥浓度在4000 mg/L左右,溶解氧浓度控制在5～6 mg/L之间,向反应器内加入破解污泥1300 mg/L(由膜生物反应器的有效容积换算得到),反应周期为6 h。臭氧预处理与MBR协同污泥减量的最优运行参数:臭氧预处理阶段,选用剩余污泥浓度为10000 mg/L,臭氧投量为0.054 mg/mgSS(污泥破解度为30%左右);后续生物处理阶段:膜生物反应器内的污泥浓度在4000 mg/L左右,溶解氧浓度控制在5～6 mg/L之间,向反应器内加入破解污泥1200 mg/L(由膜生物反应器的有效容积换算得到),反应周期为8 h。该工艺系统在稳定运行后,出水的COD小于60 mg/L、NH3-N小于4.5 mg/L、浊度小于3 NTU,出水水质满足污水排放标准。在连续运行一个月后,膜通量仅为初始膜通量的31.78%,膜污染现象比较严重,需要及时对膜进行清洗以恢复其通量,延长膜的使用寿命。