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利用超声波对剩余污泥进行破解预处理，可以改变污泥絮体结构，并使污泥中胞外水解酶（蛋白酶、α-葡萄糖苷酶等）和硝酸盐还原酶的活力发生变化；液相中慢速降解有机物（蛋白质、多糖）含量发生改变。经过超声预处理的污泥饲入反应器进行厌氧水解酸化反应，可以缩短反应时间，提高反应速率。本文主要研究污泥酶活力以及慢速降解有机物溶出在不同破解声能密度、频率下的变化；分析污泥超声破解对水解酸化速率影响并建立污泥水解酸化动力学模型。试验结果表明，超声波能量在一定范围内促进酶活力提升。在声能密度0.48kW/L下，酶活力呈现出持续上升的趋势。而在0.96kW/L、1.44kW/L下，酶活力的变化趋势呈现出先升高后降低的趋势。在1.92kW/L下，酶活力随着破解时间增加而下降。胞内酶与胞外酶在不同的声能密度下表现出了最大活力；硝酸盐还原酶在0.96kW/L下破解后活力较原泥提升了3.23倍，而蛋白酶和α-葡萄糖苷酶在1.44kW/L破解后活力分别较原泥提升了2.79倍和3.48倍。选择酶活力提高的超声破解工况，研究发现超声破解后水相中蛋白质和多糖浓度随破解时间提升。这是由于胞外聚合物（EPS）在超声波作用下破解导致大分子有机物溶出释放。声能密度1.44kW/L下破解效果优于0.96kW/L，同时温度的提高有利于有机物浓度增加。蛋白质和多糖的释放可以增加水解反应底物的浓度，而酶活力的提高可有效加快酶促反应的速率。综合考虑有机物浓度和酶活力提升的因素，选择硝酸盐酶活力增加最显著的0.96kW/L，15min作为水解酸化试验预处理工况，并选择0.48kW/L，5min为初始预处理工况作为对比，进行了常温、中温、高温下的水解酸化试验。试验发现，破解预处理可以促进污泥的水解酸化速率，水解酸化温度是另一个促进因素。一方面，常温反应环境下，蛋白质和多糖水解速率及产酸速率较慢，而在中温和高温下水解酸化速率大幅度提高。另一方面，破解功率增大、破解时间延长，污泥厌氧水解酸化速率有效提升。常温下控制组、0.48kW/L，5min和0.96kW/L，15min产酸速率依次为47.52、51.92和326.13。随着反应温度的提升，0.48kW/L，5min组和控制组在蛋白质多糖浓度，水解速率以及产酸速率和产酸量上与0.96kW/L，15min组接近，这表明超声波预处理的作用不再明显，水解酸化反应温度成为决定水解速率和产酸速率的主要因素。