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某生物制药公司青霉素废水处理站采用卡鲁塞尔氧化沟工艺,出水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准,目前该废水站实际出水水质不能满足该排放指标。通过分析废水站进出水水质、小试与中试试验,遵循充分利用现有设施、施工期间不影响生产的原则,在现有工艺段后增加芬顿深度处理工艺,强化COD和抗生素类有机物成分去除效果。废水处理站升级改造后,稳定运行至今,出水水质满足出水三级标准。该废水处理站的成功改造和运行为有毒和难生物降解工业废水的达标排放提供了切实可行的工程案例和技术参考。