随着城市污水厂的大规模建设,污水处理厂剩余污泥处置已凸显为城市主要环境问题。剩余污泥含水率高,含有大量的有害物质（如病毒、病原菌、寄生虫卵和重金属等）,脱水和稳定困难,处理费用高。寻求有效的污泥减量方法,是污泥处置领域的重点,通过对剩余污泥的适当处理后回流至污水处理系统,以实现有效减量和减容是污泥减量的重要技术途径。本研究在分析各种污泥减量方法优缺点基础上,提出了ClO₂耦合超声波溶胞的污泥减量技术思路,开展了烧杯的小试和系统的中试研究。得到如下结果:小试实验对SBR反应器排出的剩余污泥进行ClO₂溶胞处理,系统考察了ClO₂投量、氧化反应时间、ClO₂浓度、反应方式及强度对氧化溶胞效果的影响。结果表明:ClO₂具有很好的溶胞效果,最佳投加量为8mgClO₂/（g干泥）,在最佳投量下及转速120r/min、反应时间为60min下,SCOD溶出为83.3mg/（L·干泥）,多糖、蛋白质、TP及TN增加量分别为22.76、77.31、8.85和5.33mg/（L·g干泥）;污泥破壁率92.5%;污泥SVI为33;低转速搅拌的溶胞处理更经济;中低浓度（1000mg/L）的ClO₂进行溶胞更为适宜;正交实验确定ClO₂溶胞影响因素排序为:污泥含固率>ClO₂投加量>ClO₂浓度;利用多元线性回归方法建立了ClO₂溶胞反应数学模型。对比两组SBR系统,其中一个SBR排出剩余污泥的50%按投量8mgClO₂/（g干泥）、120r/min搅拌下处理60min回流至反应器,考察系统的污泥减量效果及对系统出水水质的影响。结果表明:ClO₂处理后的剩余污泥的回流至系统后,产泥量减少了35.5%,减量效果显著;ClO₂处理污泥回流对SBR系统的COD、NH3-N和TN去除效果无影响,对SS和TP的去除略有降低。由ClO₂耦合超声波的正交烧杯实验所确定的影响因素排序:含固率>超声时间>ClO₂投量>声能密度。最佳耦合条件为:含固率2%、ClO₂投量4mg/g干泥、超声时间6min和声能密度1.5W/mL。利用多元线性回归方法建立ClO₂溶胞耦合超声波破碎的数学模型。