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磺胺类抗生素（SAs）作为最早应用的一类化学合成抗菌药,其大量使用和排放对水环境造成了严重污染,越来越多的SAs在水环境中频繁检出,引起了人们对水环境安全的高度关注。基于零价铁（ZVI）活化过硫酸盐（PS）的高级氧化技术能够实现SAs的有效降解,具有成本低、稳定性高等优势,但也面临着ZVI用量大、反应时间长和污染物降解不彻底等问题。因此,本研究基于超声波促进化学反应原理,拟构建超声强化ZVI/PS氧化体系,研发超声波间歇式运行新模式,旨在实现SAs的高效、快速降解。深入分析超声波提升ZVI活化性能的作用原理,揭示不同反应期内PS的活化机理。最后结合量子计算和中间产物的检测结果,全面解析SAs在间歇超声强化ZVI/PS体系中的氧化降解路径。通过研发超声波运行新模式,构建了间歇超声强化ZVI/PS体系,并探索其最佳运行条件,实现了SAs的高效降解。首先研究了超声波运行模式对SAs降解的影响,通过将超声波加入体系的时间由0 min延长至反应开始后2 min,使得磺胺嘧啶（SDZ）的降解率由89.8%提高至97.4%。其次研究了超声波间歇运行模式对SDZ降解率的影响,结果发现60 s/60 s（超声波运行60 s后停止运行60 s,循环进行）的间歇运行条件下,间歇超声强化ZVI/PS体系对SDZ的降解率最高,并且超声波实际运行时间缩短了76.7%。在此基础上,利用响应曲面法建立了SDZ降解率与影响因素（ZVI浓度、PS浓度、p H和超声波强度）之间的数学模型,以减少ZVI用量、降低能耗并实现SDZ的高效降解为优化目标,得到了最优反应条件为:ZVI和PS浓度分别为0.6和1.4 mmol/L、初始p H为6.0、超声波强度为0.225 W/cm~3。在此优化条件下,间歇超声强化ZVI/PS体系在30 min的反应时间内,对6种典型SAs的降解率均超过95%。与ZVI/PS体系、臭氧氧化技术、铁-碳微电解技术和紫外降解等SDZ传统处理技术相比,间歇超声强化ZVI/PS体系降解单位质量SDZ的反应速率提高了0.7-14.0倍,能耗降低了68.3-98.5%。通过研究间歇超声强化ZVI/PS体系和ZVI/PS体系的动力学和热力学规律,发现两个体系均符合Langmuir-Hinshelwood非均相活化模型。与ZVI/PS体系相比,间歇超声强化ZVI/PS体系的表面降解速率常数krxn和平衡吸附常数Kads值分别提高了10.9和4.2倍。间歇超声强化ZVI/PS体系和ZVI/PS体系的表观速率常数kobs分别为0.236和0.019 min-1,表面活化能分别为32.38和81.05k J/mol,说明优化后的间歇超声强化ZVI/PS体系氧化能力更强,能够加快SAs的氧化降解过程。通过SEM-EDS、TEM和XRD等多种手段对ZVI进行表征,证明超声波的强化作用主要是其对ZVI活化性能的提高,由此提出了PS的活化机理为:超声波活跃期内,溶液中Fe2+是PS的主要活化剂;超声波静默期内,ZVI表面结构中的Fe（II）（S）/Fe（III）（S）电子对是PS的主要活化剂。通过电子自旋共振技术确定了间歇超声强化ZVI/PS体系中主要的自由基类型为羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基(SO4·-),自由基捕获实验证明了溶液中·OH和SO4·-分别参与了32.2%和40.1%SDZ的降解。通过邻菲啰啉络合实验验证了SO4·-在固-液界面处的存在,辅助证明了PS在超声静默期的活化机理。利用量子计算方法,预测了不同结构SAs的共同活性位点为苯氨基和磺酰胺基上的7、11号N原子和9、10号氧原子。通过高效液相色谱质谱联用仪（HPLC-MS/MS）,解析了降解中间产物的分子结构式,与量子计算结果一致。在此基础上,总结得出6种SAs共同的降解路径包括S-N键断裂、C-N键断裂、苯环羟基化、苯胺氧化以及R取代环的氧化开环过程。而六元环SAs比五元环SAs多一条“SO2挤出”的N-N重排降解过程。综上,间歇超声强化ZVI/PS体系能够增强ZVI的活化性能和表面吸附性能,提高PS的活化效率,在实现不同结构SAs高效降解的同时,降低了体系的能耗和单位质量SAs的去除成本,是一种绿色、高效的高级氧化技术。本研究为间歇超声强化ZVI/PS体系处理水中难降解污染物的应用提供了理论依据和技术支持。