近年来，超声处理技术在处理含油污泥的各种技术中脱颖而出，国内外研究均证明，使用超声技术能够有效降低含油污泥的含油率，同时在富油层能够达到回收原油的目的。但目前研究仅针对某一种具体的含油污泥处理条件进行讨论，对其机理研究进行的较少，并没有得出可信度较高的理论性结论。针对以上问题，本试验分别采用不同的黏土矿物质伊利石、蒙脱石、高岭石及蒙脱石，配制接触角不同的模拟土样，亲水型土样及亲油性土样，同时选用三种特性因数K值不同的原油，冀东原油、新疆原油及辽河原油，配制成不同类型的含油污泥，结合粒径分析、气相色谱及波层色谱法，研究了超声前后原油物化性质及污泥颗粒表面性质的变化，及超声作用对原油的解吸作用；讨论不同类型模拟含油污泥的最优处理条件，为探究超声处理含油污泥的机理提供思路及基础理论支持，为现场实际含油污泥处理提供工艺设计参考。主要研究结论如下：(1)影响黏土矿物质接触角大小的因素为粒径分布，不同粒径组成的模拟土样接触角不同，蒸馏水对亲水型土样的接触角为θ水=88.78°；模拟原油对亲油型土样的接触角为θ油=88.46°。(2)通过正交试验及条件实验，以除油率作为考察指标，分别得出不同含油污泥的最佳处理条件，除油率最高能够达到90%以上。其中亲水型污泥配制的含油污泥在超声波作用下，油-泥体系分离效果优于亲油型污泥所配制的含油污泥；黏度较低、流动性较好的原油配制的含油污泥处理效果优于黏度高、流动性较差的原油。(3)在超声处理后，黏土颗粒物的粒径、比表面积、接触角相较超声处理前发生了变化。粒径变小，比表面积变大，接触角在最佳处理条件下为最小。(4)分析超声前后原油的组分及性质，在超声处理后，原油组分中饱和烃含量所占比例均有上升，沥青质则为下降；而气相色谱谱图中也可以看出，相对质量较轻的组分在超声处理后出现峰值，表明超声波在含油污泥中传播的过程中发生了化学反应，使得原油组分及性质发生了变化。(5)在超声处理含油污泥时，其反应过程符合准一级动力学反应：Ln(We-Wt)=4.3259-0.2862t；(6)在超声处理含油污泥时，原油等温解吸平衡方程为： QS2=0.017817Cs/1-0.00224Cs(7)在除油的过程中，超声波主要的作用为：空化作用、机械(力学)效应、热效应，改变了油-水界面、固体颗粒、水相媒介的性质，降低了原油的黏度，提高了原油的流动性，使得原油更加易于脱离黏土颗粒，实现原油回收。