超声波预处理剩余污泥的方法得到广泛的关注和应用，但对于超声空化破解剩余污泥机制的研究并不多见。本课题从微观角度定性定量化研究揭示超声空化三种典型效应（化学效应、机械效应和热效应）破解剩余污泥的机制。
　　超声空化的化学效应研究通过超声波作用于纯水，寻找到了过氧化氢浓度的变化趋势，将大肠杆菌和剩余污泥一并作为研究对象，在0-40min内进行超声波破解，检测超声波破解大肠杆菌和剩余污泥后，上清液中核酸、蛋白质、DNA、肽聚糖、SCOD和过氧化氢浓度，分别在大肠杆菌和剩余污泥中加入超声破解时产生的相同量的过氧化氢对其进行氧化，与超声波法破解大肠杆菌和剩余污泥进行对比分析，研究表明超声波和过氧化氢都能使大肠杆菌和剩余污泥发生破解，上清液中各指标浓度增加，超声空化的化学氧化效应对大肠杆菌和剩余污泥破解的贡献约占10％左右。
　　超声空化的机械效应研究通过在大肠杆菌和剩余污泥中分别加入异丙醇和碳酸氢钠溶液消除超声空化产生的羟基自由基，从而排除超声空化的化学效应，通过不断通入循环冷却水控制破解液的温度，从而排除超声空化的热效应，将超声波直接破解与排除其他效应的超声波破解的结果进行对比分析，结果表明异丙醇和碳酸氢钠溶液能有效排除超声空化的化学效应，超声空化产生的机械效应对大肠杆菌和剩余污泥的破解起主要作用，且在排除热效应的条件下，机械效应对大肠杆菌和剩余污泥破解的贡献为90％左右。
　　超声空化的热效应研究通过对葡萄糖溶液、酸性橙溶液、大肠杆菌菌液和剩余污泥分别进行30、60、90和120min长时间的破解，采用超声过程中通入循环冷却水控制温度与不通入循环冷却水对比分析，葡萄糖和酸性橙溶液在通入循环冷却水控制温度的条件下，破解率较高，而超声空化产生的温度升高促进大肠杆菌和剩余污泥的破解，通过对这四种物质直接进行水浴加热30min，水浴加热温度为40、50、60、70和80℃，葡萄糖和酸性橙溶液在温度低于40℃时能有效发生降解，大肠杆菌和剩余污泥在水浴温度高于50℃时，破解率升高，温升达到70℃以后，超声空化的热效应对剩余污泥破解的贡献占20％左右。