本实用新型涉及污水处理设备技术领域，公开了一种超声波辅助纳米微气泡污水处理设备，包括污水处理箱，污水处理箱的一端分别连接有微纳米气泡发生器和臭氧发生器，污水处理箱内设有污水，污水处理箱的箱顶连接有补水机构，污水处理箱的两侧内箱壁上关于补水机构对称连接有超声波震荡器，且超声波震荡器设置污水内；补水机构包括浮板、传动杆、密封盘、阀门和剖面为T型的补水管，补水管镶嵌在污水处理箱的箱顶，且补水管的竖直端贯穿污水处理箱的箱顶并向外延伸。本实用新型可以满足对污水处理箱定量自动补充污水，降低了成本，而且无需操作人员一直专心监测操作，提高了污水处理过程中的舒适度。