针对污水厂生物脱氮碳源不足和剩余污泥难以处置的问题,探讨了利用超声波处理后的剩余污泥作为生物脱氮外加碳源的可行性。研究采用三因素三水平的响应曲面分析法,考察了超声声能密度、时间和pH对剩余污泥可生化性（BOD₅）的影响,确定了超声波破解剩余污泥的最佳工艺条件。结果表明,在超声声能密度2.0 W·m L^-1、超声时间40 min和pH 7.0的条件下,剩余污泥BOD₅的浓度为2195 mg·L^-1,增加为原来(88 mg·L^-1)的24.9倍,大大增强了其可生化性。超声破解前后剩余污泥的大肠菌群检测结果证明超声破解也可以将致病菌灭活,使剩余污泥无害化。在以三种剩余污泥产物为外加碳源的反硝化实验中,利用最佳参数条件下处理的剩余污泥为碳源时反硝化效果最好,反应仅进行14 h,NO₃^--N从108 mg·L^-1迅速降至3 mg·L^-1,去除率达到95%以上,NH₄⁺-N几乎没有积累,整个反硝化过程完成仅需24 h,表明采用优化后的超声预处理条件可以有效提升以剩余污泥为碳源的反硝化效果。