污泥减量效果显著
污泥减量化是通过物理、化学、生物等手段使整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少。以前常用的污泥减量技术有隐性生长、解偶联代谢、维持代谢、生物捕食等。20世纪90年代，人们发现超声空化更有利于污泥减量。
超声空化，简言之，指液体中的微小气泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。在很高的声强下，液体中将产生大量空化气泡，它们随着声波改变大小并最终在瞬间破灭，气泡破灭时，将产生极短暂的强压力脉冲，并在气泡及其周围微小空间形成局部热点，产生高温高压(3000oC、1000个大气压)和具有强烈冲击力的微射流。空化发生时，液体的局部瞬间产生高温、高压、高剪切力和声化学反应。污泥中有机体的细胞壁必须在500个大气压的作用下才能破裂，或者在微生物的分解中破裂，微生物分解是个漫长的过程，而超声波的空化效应是瞬间完成的。声化学反应是由于高温热解和高活性的自由基引起的，是污泥中难生物降解有机物分解的原因。
1991年，Harrison发现分子量超过40000的高分子物质可以被由超声空化引起的强大的水力剪切力所分解。德国Portenlanger(1999)进一步发现这种水力剪切力在频率100kHz以下最为有效。德国UweNeis(2000)则发现最佳分解的频率为41kHz。德国Tiehm和Nickle等(2001)对超声空化引起的两种现象即水力剪切和声化学反应进行了试验与理论分析，认为水力剪切比声化学反应对污泥分解更为重要，也发现低频时对污泥分解最为有效。
众多文献表明，超声波作用使细胞壁粉碎，释放出胞内物质，而胞内物质作为自产底物供微生物生长，提高其对有机物的分解吸收能力，加快有机质进入细胞和代谢产物排出细胞的进程，从而使污泥沼气产率上升。污泥发酵时间与超声波处理时间对沼气产率也有很大影响，Clark和Nujjoo(2000)研究表明在15d的发酵时间下，超声波预处理2d可以提高沼气产量61%，而在12d发酵时，几乎没有变化，Wang和Kuninobu(1997)发现超声波处理40min比10min的处理提高沼气产量59%。Lafitte和Trouque等(2002)发现有机物释放通常滞后于菌胶团的破坏，23kHz下处理96S，即使是0.47w/cm。的高强度仍然不能改善污泥发酵。由上可知，超声波促进污泥脱水所需时间很短，而促进污泥发酵通常需要较高的超声波强度和较长的处理时间。
超声波能够明显改善污泥絮凝脱水性能更是污泥减量化的重要原因。要达到污泥减量之目的，必须尽可能地降低其含水率，而改善污泥的絮凝和脱水性能则是最大程度实现污泥脱水之途径。研究表明，超声波处理对污泥的絮凝和脱水性能具有显著的影响。超声波使污泥中的流态介质颗粒沉降性提高，同时改变了污泥的粘性和带电状况，破坏了污泥的胶体絮体结构，使污泥黏滞性及颗粒的边界层效应降低，使污泥颗粒的有效碰撞增强，有效降低污泥中的结合水，从而改善了污泥的过滤性，使污泥比阻降低，上述作用均使污泥更易于脱水。另外，超声处理还使絮凝剂对污泥颗粒的吸附总量增加，为絮凝过程创造了有利条件。
此外，德国Sinisterra(1992)研究表明：低强度超声波可产生细胞原浆微流，提高细胞膜和细胞壁的穿透性，并刺激生物体合成蛋白复合体。我国重庆大学曾晓岚和龙腾锐等(2006)通过试验发现，低强度超声波辐射对污泥活性有显著提高，采用50w/L的功率密度辐射10min后，污泥的OUR值较作用前提高了129%，蛋白酶活性提高了23.7%，脱氢酶活性提高了24.6%。重庆大学丁文川(2006)的试验研究则发现，低强度超声波对污泥作用分为两个阶段：第一个阶段发生在0-4min，主要是作用在污泥絮体层面，表现为污泥絮体中SCOD、TN和TP溶出，第二个阶段对污泥生物体产生影响，微生物活性加强，OUR、TN和TP都有较大增长。由此可见，超声波还能加快微生物生长，提高其对有机物的分解吸收能力，从而在整体上减少污泥量。据报道，德国弗朗霍大陶瓷技术与烧结材料研究所利用超声波将污泥体积和质量减少了约20%。
一套超声波装置在德国代特莫尔德市污水废水处理厂运行，污泥连续送入超声波反应器，反应器有7个超声发射极，每一发射极产生12kHz至20kHz频率的超声波。超声波杀死污泥中的细菌并分解固体物，从而使污泥较易脱水和释放出酶，分解有机物，而且使降低污泥含水量所需的絮凝剂减少25%。
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