制药废水具有水质、水量波动大,难降解污染物含量高、对微生物抑制性强等特点,制药园区的综合污水处理厂作为制药废水的终端处理场所,必须具备良好的除污效能,才能适应不断严格的排放标准。本课题以河北省某制药园区综合污水处理厂的提标改造工程为背景,通过对该污水厂现有处理工艺运行情况的现场调研及问题诊断,拟通过投加悬浮载体填料来强化现有生化单元处理效能,并提出以臭氧-活性炭工艺作为深度处理的改造思路。本论文以该污水厂二级生化出水为研究对象,以GB18918-2002的一级A出水要求为处理目标,通过臭氧及活性炭联合SBBR的组合工艺展开一系列实验研究,以期为该污水厂后续的改扩建工程设计提供一定的指导作用。实验采用自制的SBBR反应器对该污水厂二沉池出水进行强化生物处理,在“聚氨酯+高密度聚乙烯”组合填料30%的投加量下,经过35天的挂膜及微生物驯化过程后,反应器对二级出水的处理效果趋于稳定,出水COD、TN、色度分别稳定在88mg/L、26mg/L、105倍,去除率分别为33%、21.21%及19.2%,由于实验进水氨氮浓度较低,经SBBR反应器处理后,出水氨氮浓度可以稳定达到一级A标准（NH4⁺-N<5mg/L）,氨氮去除率在80%以上。为进一步提高SBBR单元的处理效果,实验分别对反应器缺氧段外碳源投加量、碳源投加方式、好氧段曝气量等运行工况进行了优化,实验结果表明:外碳源的投加显著提高了系统的脱氮效果,当COD_外碳源/TN=1.5时,出水TN可降至11.6mg/L左右,满足一级A的出水要求,同时,外碳源对制药废水中的难生化降解有机物产生了一定的共代谢作用,导致出水COD浓度随外碳源增加略有下降;外碳源的不同投加方式对COD去除效果影响不大,但一次性投加碳源模式下的脱氮效果却明显好于分批投加模式;对SBBR反应器好氧段的溶解氧量的优化结果表明,为保障SBBR反应器对有机物的高效降解,须满足反应器内好氧段溶解氧大于3.5mg/L。基于SBBR单元出水色度和COD仍超出排放限值的特点,通过向反应器投加粉末活性炭的方式来强化处理效果,实验结果表明随着活性炭投加量的增大,出水COD不断减小,在50mg/LPAC投加量下,出水COD可降至72mg/L左右,出水色度可稳定在85倍左右;通过分析投加粉末活性炭对SBBR单元除污效果的贡献得知,投加粉末活性炭后反应器对COD去除率的增值只是由活性炭自身的吸附效果引起的,即活性炭的投加并没有提高反应器内微生物的总体去除效果,也表明反应器内累计的饱和活性炭并没有被微生物所再生。臭氧氧化工艺对SBBR单元出水的深度处理实验研究表明,出水COD随臭氧接触时长的增大而不断降低,在本实验臭氧发生器工况下,若单独依靠臭氧氧化使出水COD达标所需要的接触时长为140min,其中接触时间为60min时出水色度即可达标,该接触时长下出水COD浓度为58.5mg/L,COD去除率为17.8%,对UV254的平均去除率为39%。另外,在低pH和低温条件下臭氧氧化效果较差,因此,在污水厂实际运营过程中,要考虑冬季水温较低情况下臭氧氧化单元的保温措施,以维持臭氧的处理效率,避免臭氧的无效供给。利用活性炭比选实验选择的最佳炭型分别采用GAC和BAC单元处理臭氧氧化出水,以进一步降低出水COD。其中GAC单元对COD的吸附效果与接触时长密切相关,接触时间越长,处理效果越好,并且在吸附初始阶段,GAC出水COD浓度可降至很低水平,可用于高品质再生水的生产,同时失效活性炭可以被臭氧氧化再生;BAC单元处理臭氧氧化出水的结果表明,HRT控制在25.4min时,出水COD可降至48.5mg/L左右,平均去除率为16.4%,能够使出水COD稳定满足一级A的排放要求。