张婧伟，白周央，杨树成

（西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049）

随着我国废水排放量的持续增加，2013年我国干污泥年产量已达625万t〔1〕。厌氧消化是一种重要的污泥处理技术，可实现污泥减量化和资源化。但复杂的絮体结构和细菌坚固的细胞壁会阻碍污泥与各水解酶的作用〔2〕，导致水解过程成为污泥厌氧消化的限速步骤，严重限制了该技术的应用。

通过预处理破坏污泥絮体和细菌细胞壁，可促进絮体和细胞内物质的释放，使底物更易被微生物利用，能够解除水解限制。污泥的预处理方式包括机械预处理（超声〔3〕、微波〔4〕、高压脉冲电场〔5〕等）、热预处理〔6〕、化学预处理（碱〔7-8〕、酸〔9〕、臭氧〔10〕等）、酶预处理〔11〕等，其中超声和碱处理具有良好的预处理效果而被广泛研究。本研究对超声与碱处理污泥的原理、机制、处理效果进行了综述，重点分析了超声与碱联合预处理的研究进展。

1 污泥的超声和碱预处理

1.1 污泥超声预处理

超声波根据频率可分为功率超声（20~100 kHz）、高频超声（100kHz~1MHz）、诊断超声（1~500MHz）〔12〕。超声技术最初应用于声呐，因意外发现声波会杀死鱼类，由此诞生了用超声波破坏或灭活生物细胞的方法〔12〕。20世纪60年代低频超声波被首次用于实验室规模的细胞裂解研究〔2〕，70年代首次应用于污泥絮体分散研究〔13〕。

超声处理污泥时会在介质中产生交替的压缩和拉伸作用〔14〕，压缩阶段将分子推到一起而对介质施加正压，拉伸阶段对介质施加负压，使分子间距离变大，负压达到一定程度时会在稀薄区域形成微气泡（空化气泡）。……