随着我国城市规模逐渐增大,导致污水厂污泥产量大,处理费用高。而污泥中不仅含有有机质、氮、磷等营养物质,还含有重金属及病原微生物等有害物质,从而会给环境造成潜在生态危害。超声技术破解剩余污泥,不仅能有效降低污泥含水率,提高污泥稳定性,且处理速度快,适用范围广,但对该技术相关研究中,对污泥固相中磷形态、重金属形态变化的研究较少。论文采用超声波破碎污泥,讨论了超声波处理时间与声能密度对污泥固相中磷形态与重金属形态的影响,综合分析了超声处理剩余污泥对污泥固相的营养物质与有毒物质含量的影响。通过超声波处理剩余污泥,分别采用0-20min的超声时间和0-2.4W/mL的声能密度破碎污泥,通过离心过滤,冷冻干燥后,结合国家环境保护标准中水质及土壤检测方法,测定分析其中磷和以Cu、Zn、Mn为主的重金属的不同形态分布及含量变化。以发光菌为指示生物,采用96孔微板作为实验载体,测定污泥混合发光菌的抑制率,以抑制率来表征综合毒性的变化。结果表明:(1)超声波溶胞作用使污泥絮体结构、胞外聚合物和细胞壁逐渐破碎从而实现释磷,声能密度为1.2W/mL,超声时间为10min时污泥固相中总磷含量减小到最少,减少了11.77%。超声破碎有利于使污泥中不稳定态磷释放到液相中,但超声时间越长,声能密度越大,生物有效磷开始富集,此时污泥作为肥料的潜在利用价值越高。(2)超声波处理污泥时,使污泥絮体结构、胞外聚合物和细胞壁逐渐破碎,使吸附在污泥固相当中的重金属离子随污泥破碎而释放到液相中。超声破碎有利于减少污泥中不稳定态重金属,超声时间越长,声能密度越大,使重金属稳定态开始富集。降低了其潜在生态危害程度,长远来看有利于减小污泥排放到环境中的危害。(3)Cu、Zn、Mn三种重金属都是随时间的增加呈先减小后增大的趋势,并在7-13min时含量最少。重金属Cu随声能密度增加呈先减小后增加的趋势,在1.2W/mL时Cu含量减少到最少,减少了15.65%;重金属Zn随声能密度增加呈逐渐减小的趋势,直到2.4W/mL,减少了30.59%;重金属Mn随声能密度增加呈先增加后减小的趋势,在1.2W/mL时Mn含量增加到最多,直到2.4W/mL,减少了19.33%。(4)超声波有利于减小污泥粒径,破碎污泥中细胞结构,声能密度越大,超声时间越长,污泥的综合生物毒性越小。说明超声破碎有利于实现剩余污泥的无害化。综上所述:超声波处理剩余污泥,通过破解微生物细胞、释放营养物质,使磷与重金属离子部分释放到上清液中,其稳定态在污泥固相中富集,实现了污泥处理的稳定化、减量化、无害化、资源化。