传统二级生物处理污水厂大量的剩余污泥处理处置已凸显为一个重大环保问题。减少污水处理过程剩余污泥的产量是解决问题的重要手段之一。
近年来，污泥减量研究主要集中在代谢解耦联、强化生物捕食和强化隐性生长。其中，隐性生长是指细菌利用衰亡细胞形成的二次基质的生长过程，包含溶胞和生长两个阶段，即先将部分污泥进行溶胞处理，然后回流到生物反应器强化隐性生长。溶胞方法可分为物理法、化学法及生物法。物理法主要有加热、机械破碎及超声波破碎。超声波破碎高效、快速，却也有高能耗的问题。化学法以强氧化性的臭氧、氯及光-Fenton试剂等氧化溶胞，而又以臭氧法的研究最多，但由于制臭氧成本高亦难以大规模应用。Cl2法虽然成本较低，但有产生致癌物质THMs的危险。Fenton法亦因成本高、会残留铁离子和亚铁离子影响生物反应系统的稳定。二氧化氯制取容易，成本低廉，且无产生THMs的危险，应该是一种理想的溶胞的氧化剂，然而至今相关报道却较少，仅见李欣等的研究，采用ClO2溶胞，最佳ClO2投量为10mg/(g干泥)。
根据上述分析，若将化学溶胞和超声波破碎耦合，或可即保证高效破解污泥又可降低成本，甚至产生协同增效作用。
ClO2与超声波的耦合方式有两种：或先超声波破解，后ClO2溶胞；或先ClO2溶胞后超声波破解。若先超声破解后ClO2溶胞，超声波破解阶段释放出的部分胞内物将被ClO2氧化，从而消耗部分ClO2。且其余的ClO2只是单纯的氧化溶胞，并未起到与超声波协同的效果。而若先ClO2溶胞后超声波破解，ClO2的氧化破坏了细胞壁，细胞壁强度大大减小，使其更易于被超声波的空化作用破解，从而减少超声波能耗。此外，在ClO2溶胞阶段，只需减小细胞壁强度，无须完全破坏细胞壁，从而可以减少ClO2投量。因此，先ClO2溶胞后超声波破解是较好的耦合方式。
在ClO2耦合超声波破解污泥工艺中，影响污泥破解效果的因素主要有ClO2投量、ClO2溶胞时间、超声波声能密度和超声时间等。为了研究耦合工艺破胞的最佳参数，采用单因素变化实验分析了各因素对污泥破解效果的影响，确定了最佳耦合溶胞参数。并对破解污泥的生物有效性进行了研究，为溶胞回流隐性生长提供了基础依据。
1．材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 ClO2
南京华源水处理设备厂的ClO2发生器，以亚氯酸钠和盐酸为原料制取ClO2。制取的ClO2为黄绿色液体，浓度约为5000～15000mg/L，在实验前精确测定浓度后投加使用。
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