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污泥回流技术是改善低温低浊水混凝效果的有效方法，但存在有机物和病原微生物积累问题;给水处理工艺中生物安全性保障是最重要的环节之一。本研究针对给水沉淀污泥回流过程中病原微生物积累的问题，采用超声波技术进行微生物灭活处理，为污泥回流强化混凝技术的安全应用提供生物安全性保障。 研究采用实验室模拟水样和给水厂实际沉淀污泥，利用槽式超声波反应器分别考察了单频、双频复合和三频复合超声波对水中以及污泥中微生物的灭活效果，利用探头式超声波反应器考察了超声波参数对微生物灭活效果、超声波空化强度和羟基自由基生成量的影响，探究了超声波灭活微生物的影响因素。 槽式超声波处理水样的研究结果表明，超声波对水中微生物的灭活率随着时间的延长而提高，40 kHz频率单频超声波的微生物灭活效果最佳;X-Y轴轴向正交双频复合超声波的灭菌效果优于X-X轴轴向平行双频的效果，其中40/100 kHz双频复合效果最佳;X-Y轴轴向正交双频复合超声对水中微生物的灭活效果明显好于单频的效果，但X-X轴轴向平行双频复合超声灭活微生物的效果仅与单频的效果相当甚至略低;25/40/100 kHz三频复合超声灭活微生物效果好于25/125/160kHz三频的效果，但与单频超声相比，灭活效果并不理想。 槽式超声波处理沉淀污泥的研究结果表明，超声波灭活沉淀污泥中微生物的效果与时间呈正相关，100 kHz单频超声波对污泥中微生物的灭活效果最好;X-Y轴轴向正交双频复合超声波对微生物的灭活效果优于X-X轴轴向平行双频的效果，其中40/100 kHz双频复合超声波对污泥中微生物的灭活效果最佳;25/40/100kHz三频复合超声波对污泥中微生物的灭活效果优于25/125/160 kHz三频的效果;25/125 kHz和25/160 kHz双频复合超声波的微生物灭活效果略优于单频的，三频复合超声中25/125/160 kHz的效果较好。 探头式超声波的研究结果表明，随着超声波功率的增大，微生物灭活率逐渐上升，当超声波功率达到1250W后灭活率不再明显升高;40 kHz频率的超声波对微生物的灭活效果优于25 kHz频率的。超声空化强度和羟基自由基生成量与微生物灭活率规律相似，超声波对微生物的灭活率随着超声空化强度和羟基自由基生成量的增大而提高;自由基氧化作用的掩蔽结果表明，羟基自由基在超声灭菌过程中产生了一定的灭活作用。 采用超声波物理处理技术对给水处理过程中的水和回流污泥进行的微生物灭活研究，为给水处理工艺的生物安全性保障提供了技术支持。