本发明公开了一种模拟芬顿反应联合超声波处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤：将垃圾渗滤液注入一模拟芬顿-超声反应器中，调节pH值，向反应器中添加亚铁离子，调节反应器中的超声频率和超声声能密度，进行超声条件下的模拟芬顿反应，反应完成后调pH值终止反应，最后静置沉淀。本发明的模拟芬顿-超声反应器包括超声发生器、超声传感器、pH值在线监测装置和反应器本体，反应器本体上设有药剂投加口、垃圾渗滤液进水管和排水管；超声传感器设于反应器本体的反应容腔内，且与外部的超声发生器相连接，pH值在线监测装置的探头伸入到反应器本体的反应容腔内。本发明的方法具有工艺简单、处理效率高、效果好、成本低、绿色环保等优点。