污泥中所含的水可分为自由水(70%)、菌胶团包含水(27%)、毛细管水(2%)和结合水(1%)四类。其中自由水的去除较为容易，而毛细管水和结合水虽然较难去除，但含量很少，可忽略不计。菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物极其代谢的产物(糖类、脂类、有机酸和蛋白质等)，这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜,包裹在有机质疏水膜中的水分称为菌胶团包含水，这部分水分很难去除，且量较大。这些反应是由声场条件下大量空化泡的产生和破灭引起的。超声空化指液体中的微小气泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。在很高的声强下，液体中将产生大量空化气泡，它们随着声波改变大小并最终在瞬间破灭，气泡破灭时，将产生极短暂的强压力脉冲,并在气泡及其周围微小空间形成局部热点，产生高温高压(3000℃、1000 个大气压)和具有强烈冲击力的微射流，能在瞬间破坏有机体的细胞壁，从何破坏菌胶团结构，提高污泥的脱水性能，同时释放到水体中的有机质还可作为厌氧发酵的营养源。超声波对污泥的作用受超声波强度、作用时和频率的影响。目前，多数超声破解污泥的试验是在18~25 kHz 范围内开展的，经过试验证明，大功率超声波可以降解生物污泥,释放其中有机物;小功率超声波能够改善污泥的膨胀特性,提高污泥沉淀特性和脱水能力，达到污泥减量的目的。利用超声波处理污泥主要是要破坏菌团的物理结构,所以低频的处理效果较好。但是声波的作用机理和效应非常复杂，其它作用条件如波强度、作用时间、频率均影响到处理的效果，且它们之间还相互影响,目前对操作条件的优化还没进行系统的研究。