本实用新型公开了一种超声波脱氮反应装置，包括依次相连的用于调节废水pH值的第一段加药混合池、用于添加氧化剂的第二段加药混合池和超声波反应池；超声波反应池顶部设有消泡装置，消泡装置连接有回流管，超声波反应池内产生的气泡经消泡装置消泡后，气泡中气体排放至超声波反应池外，液体通过回流管回流至第一段加药混合池。本实用新型设备采用一体式结构，整体结构紧凑，可与生物处理系统组合，适用范围广。通过超声波空化产生自由基氧化水中的有机污染物，有机物和氨氮的去除效果好，可提升渗滤液的可生化性。采用本实用新型处理难降解有机废水，不产生氨气，避免二次污染，有效去除氨氮，并且能耗低，投资及运行成本低。