近年来，人们的生活质量不断提高，对环境质量的要求也越来越高。然而，随着制药行业的飞速发展，抗生素类物质产量持续增加，抗生素在水环境中不断被检出，严重的污染了我国甚至世界的水体环境，并且抗生素的滥用也引发了一系列新的环境问题。因此，如何合理的、高效的、经济的治理被抗生素污染的水环境，是亟待解决的关乎未来社会发展以及人类健康的问题。本文选取典型抗生素——磺胺甲恶唑（SMX）模拟废水进行研究，采用超声联合臭氧氧化技术对其进行处理，重点分析了超声联合臭氧技术降解SMX的过程及机理。首先探讨了各关键影响因素对SMX废水的去除率和降解速率的影响，实验结果显示：SMX的降解速率，随着臭氧浓度、初始pH和超声强度的增加而增大；随着SMX初始浓度的增加而减小；自由基抑制剂的加入增大了SMX的去除率。同时，研究获得了去除率最高时，该工艺的运行条件为：初始pH9，初始SMX浓度50mg/L，超声强度800W/L，臭氧浓度4g/h。该实验条件下，超声联合臭氧技术降解SMX的表观速率常数比单独臭氧氧化过程提高了41%。此外，实验还进一步研究了SMX降解产物的可生化性及生物抑制性的变化。结果表明，当处理时间为60min时，磺胺甲恶唑已完全降解；可生化性从0（不可生化）提高到0.54；磺胺甲恶唑的中间产物的生物抑制性从100%降低到18%。此外，还开展了超声联合臭氧降解SMX机理的研究。首先，实验探讨了超声对羟基自由基产生量的影响，结果发现超声引入该系统后确实促进臭氧产生更多羟基自由基，提高了整个系统的反应速率，缩短了反应时间。从运行的角度，降低了臭氧及超声的投加量和作用时间，最终达到节约投资和运行成本的目的。其次，实验测定了臭氧氧化和超声联合臭氧氧化SMX的反应动力学常数，以确定超声对SMX去除的强化程度及强化速率，结果表明，超声的引入将臭氧氧化SMX的反应速率常数提高了6%-26%。最后，开展了超声对SMX降解途径是否存在影响的研究。研究对比了臭氧氧化和超声联合臭氧氧化SMX过程中，中间产物的种类和数量的差异。结果表明，两种工艺中间产物种类的差异性不明显；但超声引入后使得中间产物（甲硝唑，AMI）的量增加，这是由于超声促进了SMX的S–N键断裂，污染物更容易被臭氧分子攻击，在动力学上表现为SMX的反应速率提高。基于中间产物的鉴定和测量，推断了SMX降解的主要途径，并且找出了反应过程中的关键降解产物（显色物质），为含SMX的实际废水的处理，提供了合理解释和理论基础。