制药废水具有有机物质浓度高、成分复杂、难生物降解等特征，这些特征为其水质处理带来了极大的困难。通常高浓度制药废水的处理方法有物理法、化学法和生物法。迄今为止，对高浓度制药废水的研究大多集中在化学氧化或物理吸附法方面，例如王坤等研究了新型多元微电解联合催化氧化技术处理高浓度制药废水；王晓阳等采用铁碳微电解法对高浓度制药废水进行降解实验研究；蔡少卿等采用单一活性炭吸附、单一臭氧氧化和臭氧/活性炭联用3种体系对实际制药废水进行预处理，并对处理过程中的工艺参数进行优化。而采用生物法处理制药废水的案例鲜见报道，且已有报道仅从联合工艺的出水效果综合分析，未能深入探究微生物法对制药废水化学需氧量(COD)降解的可行性，同时关于生物法对高浓度制药废水COD的降解特征缺乏必要的参考资料。因此，探究高浓度制药废水COD的降解过程显得很有必要。
目前，某工业园区制药废水经前期取样检测发现，该废水含有高浓度有机物且初步判断具有可生化性，因此考虑采用投资成本相对较低的生物法处理。但由于水质降解特征不明确，工艺设计缺乏必要的设计参数，故需采用小试试验进一步论证该制药废水的可生化性能及COD的降解过程。本文针对该园区制药废水的现状开展了序批式活性污泥反应器(SBR)的试验研究并进行生化动力学分析，同时对有机物降解过程进行深入探讨，以期充分掌握该制药废水的水质降解特征，并为该工程的工艺设计提供指导和借鉴。
1、材料和方法
1.1 试验水质及接种污泥
试验污泥取自杭州市某污水处理厂的二沉池剩余污泥，该污泥具有良好的CODCr降解能力及污泥沉降性能(SVI>150mg/L)。试验采用的原水水质指标如表1所示。原水水质为某工业园区浓废水和稀废水混合之后的废水，其中浓废水为阿卡波糖发酵提炼废水、灭活后的抗生素提炼废水、残留的发酵代谢有机物和一些无机盐，稀废水为发酵罐及设备清洗废水及地面冲洗水。由于原水pH较低，试验过程中需对pH进行调节，表2为调节pH的缓冲液。
1.2 试验装置及运行方式
试验在5个有效容积为8L的序批式反应器(SBR)中进行(图1)。SBR配有进水泵、搅拌器、曝气泵、排水泵，系统采用IKAREO型电动搅拌器使系统混合均匀，采用与空气泵相连的微孔曝气器充氧，好氧曝气期间溶解氧(DO)浓度维持在(2.5±0.5)mg/L，在反应器中放置pH和DO电极，pH和DO电极与便携式数字化分析仪连接，实现实时监控。试验在室温(22±0.5)℃下进行。
将新取回的剩余污泥用自来水清洗2遍，以消除活性污泥内部残留的CODCr对试验的影响。试验过程中，5个SBR系统按初始浓度由小到大编号为SBR1#、SBR2#、SBR3#、SBR4#、SBR5#，各系统的混合液悬浮固体浓度(MLSS)均维持在4500mg/L左右。首先将处理好的定量剩余污泥分别加入5个SBR系统，待污泥沉淀完全后排出上清液。然后在SBR1#~SBR-5#系统依次加入0.8L(原水稀释10倍)、1L(原水稀释8倍)、1.6L(原水稀释5倍)、2L(原水稀释4倍)、4L(原水稀释2倍)的原水(如表1所示)，再用自来水将各系统水位补充至8L，同时用缓冲溶液(如表2所示)调节各系统的pH值在7左右，以此作为进水水质开始曝气，并开启pH、DO监测设备记录数据。反应期间每隔1h取样1次，由于夜间持续曝气难以取样，则考虑SBR1#~SBR5#系统每天各取样9h，直至CODCr测定值≤300mg/L(300mg/L为该工程项目生化池出水的内控指标)时停止曝气，测定反应结束后各系统的MLSS指标。
实验目的：获得该污水处理厂原水CODCr的生化降解情况及不同生化进水浓度下的生化反应动力学参数和生物降解特征参数。
1.3 检测指标及分析方法
试验的分析指标分别为CODCr、BCOD、NH3-N、MLSS。其中：CODCr采用GB11914—89《水质化学需氧量的测定****法》规定的方法；NH3-N采用GB7479—87《水质铵的测定纳氏试剂比色法》规定的方法；MLSS采用标准称重法测定。监测指标为pH、DO，采用在线采集记录。
废水BCOD测定：取4.0mL混合均匀的水样测定废水COD；各取生化活性污泥约3.0mL分别装入3个离心管中离心、洗净，用于平行测试和空白实验；在锥形瓶中分别取4.0mL废水原液和蒸馏水(空白实验)，稀释后加入活性污泥、1.6mL氯化钙溶液(0.22mol/L)、1.6mL硫酸镁溶液(0.18mol/L)、1.6mL氯化铁溶液(1.5×10-3mol/L)，8.0mL磷酸盐缓冲液(磷酸二氢钾0.06mol/L磷酸氢二钾0.12mol/L)；31℃培养室连续曝气培养5d，如果液面降低，加蒸馏水至原体积，摇匀。培养结束后，取40mL培养液离心洗净剩余活性污泥，各取1mL水样于消解管中，分别用于测定水样的COD(COD1)和活性污泥水样的COD(COD0)。