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中药制药行业的迅猛发展与国内大部分中药废水未经处理直接排放形成鲜明对比。因此开展针对高浓度难降解中药废水的研究，开发工艺简单、节能低耗、高效稳定的废水处理技术具有重要意义。中药废水是一种污染物种类繁多、成分复杂的高浓度有机废水。它的生物处理技术研究大多关注在COD低于5000mg/L、可生化性良好的易处理废水上。哈尔滨中药二厂的高浓度难降解中药废水处理示范工程攻破了这个难关。另外，中药废水降解途径与过程的研究无人问津；厌氧反应器的快速启动与填料快速挂膜研究在很多方面没有达成统一；厌氧系统的产甲烷过程存在运行过程复杂、模拟预测困难，难以实现多生态因子的量化调控等问题。本研究是针对上述中药废水处理技术的空白和两相厌氧工艺研究的不足，同时结合生产试验中所遇到的问题而展开的，目的是针对这些关键因素、建立优化调控模型，指导示范工程，实现实验室研究与生产性研究之间的互动。 针对哈尔滨中药二厂高浓度难降解中药废水的水质水量特征，采用“CSTR产酸发酵反应罐—UASBAF复合厌氧反应池—交叉流好氧反应池”工艺进行了示范工程的生产性试验研究，结果表明，在进水 COD多为7000～40000mg/L、BOD/COD小于0.2的情况下，工艺系统的COD去除率超过99％，出水 COD小于150 mg/L，达到松花江水系排放标准。中药二厂污水站去除单位COD的基建投资费用为535.25元/千克COD；正式运行期吨水运行成本为2.26元/吨。这说明该工艺处理高浓度难降解有机中药废水是有效可靠的。 示范工程的接种污泥和启动方式影响了快速启动，因此小试中采用CSTR-UASBAF两相厌氧工艺，从接种污泥和接种方式角度进行了两相厌氧工艺快速启动的试验研究。结果表明，好氧污泥和缺氧污泥接种分别在29天和26天完成快速启动，比普通污泥的启动速度提高1～2倍（8～12周）；好氧污泥启动的反应器所承受的负荷更高，抗冲击负荷能力更强（接种好氧污泥的两相系统在进水COD10000mg/L左右，总容积负荷为6～8KgCOD.m-3.d-1时，去除率90％以上），微生物种群更丰富、生态结构更合理，反应器启动一周之内就发现了大量颗粒污泥。 以好氧污泥接种，对UASBAF填料进行好氧预挂膜处理(10小时)，以此来加快两相厌氧反应器的启动速度，结果表明，以高浓度难降解中药废水为底物，13天就完成了快速启动，该速度是普通污泥接种的4～6倍，能够与接种成熟厌氧颗粒污泥持平（一般2～3周，个别一周之内）。填料的好氧预挂膜加快了反应器的启动速度。研究还提出了“好氧活性污泥培养→污泥沉淀浓缩→喷淋预挂膜”的技术方案，对于有填料型厌氧反应器在废水处理领域的实际应用有重要意义。总之，两相厌氧工艺处理高浓度难降解中药废水适宜以好氧污泥接种，同时可以采用好氧预挂膜技术来提高启动速度。 哈中药二厂的难降解中药废水中含有的主要成分黄芩甙曾在生产性试验中严重影响出水水质，因此通过小试研究利用气质联机（GC-MS）对黄芩甙的厌氧生物降解曲线和途径进行了研究。结果表明，黄芩甙的降解方程为y=2.0998x+1.2765（R2=0.9921），其可能的降解途径为“脱糖→脱苯→开环→饱和化→拆链”，降解时间需47小时以上。这表明黄芩甙降解的限速步骤在水解酸化阶段，适宜采用两相厌氧消化技术和较长的停留时间进行处理。 工程中产甲烷相的运行过程复杂、调控困难，为了实现产甲烷过程的多因子量化调控，选取 UASBAF的主要影响因子，采用带动量项和自适应学习率的优化改进 BP算法，建立了结构为4-3-1的BP网络模型，网络泛化能力和预测结果良好。利用分离权值法，对反应器主要影响因子进行排序，得出各输入参数在训练数据范围内的相对重要性为pH>进水 COD>HRT>碱度。根据影响因子多维图谱，可得以下调控对策：(1)减少 HRT或增加进水 COD浓度时，应适量地提高碱度来提高反应器的pH值，如此能减小对系统的影响；(2)低进水 COD浓度对系统运行不利；(3)当反应器内 pH值为7.5、碱度为2000mg/L时，要想反应器在高进水 COD浓度(8000～10000mg/L)下仍能保持良好的运行状态(COD去除率大于90%)，建议HRT控制在50h以上。