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制药行业废水处理中包含了多种主要污染物，包括悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮（NH3-N）、氰化物以及挥发酚等有毒有害物质。这些废水的特点在于它们含有大量的有机物，如糖类、苷类、有机色素类、蒽醌、鞣质体、生物碱、纤维素、木质素等。悬浮物含量较高，通常含有泥沙和药渣，有时还伴有大量漂浮物。COD浓度变化较大，通常在2000-6000mg/L之间，但在某些情况下可能高达100-11000mg/L。此外，废水还具有较高的色度，通常在500倍左右，水温范围在25-60℃。
化学合成类废水的成分尤为复杂，可能包含抗生素残留物质和生产过程中使用的有机溶剂。这类废水的浓度较高，COD值也相应较高。在抗生素生产过程中，尽管使用的冷却水量较大，但排放的废水实际水量相对较少，主要来源于发酵过滤工艺完成后产生的提炼废水。此外，发酵废液、洗罐水、洗塔水，树脂再生液及洗涤水、地面冲洗水等废水的排放也会严重超标，其中COD、BOD等主要指标平均超标100倍以上，同时还会涉及氮、硫、磷、酸、碱、盐等污染物的超标排放。
制药废水采用的生物法多为厌氧-好氧相结合的联合工艺路线。
好氧生物法涉及异养型好氧微生物在有氧环境下进行生物代谢，以降解废水中的有机物。这种方法因其操作简便、能耗低、出水质量好等优势，在制药废水处理中得到了广泛应用。好氧生物法主要包括两种主要类型：活性污泥法和生物膜法。
活性污泥法是一种将废水与多种微生物群体按一定比例混合并进行曝气处理的方法。在这个过程中，形成的活性污泥能够分解废水中的有机物，并产生生物固体。部分生物固体会被回流到曝气池中，而另一部分则被外排进行进一步处理。活性污泥法经过不断发展，衍生出了多种变体，如序批式活性污泥法、氧化沟法和高负荷活性污泥法，这些方法在制药废水处理领域都有广泛的应用。
生物膜法是一种在充分供氧条件下，微生物附着在载体上降解污染物的处理方法。这种方法主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和膜生物流化床等形式。与活性污泥法相比，生物膜法的主要区别在于是否有载体供生物膜生长。生物膜的固定生长使得生物相更加多样，生物量更大，因此设备的处理能力更强，剩余污泥更少。此外，生物膜法还具有稳定性强、耐冲击负荷和能耗低等优点。
