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制药废水成分复杂,且含有许多有毒有害物质,使废水处理难度较大。某制药厂产生的头孢生产废水出水温度在70℃以上,在实际采用的中温厌氧消化处理前,需要较长时间的降温,既浪费大量能源且运行效果不佳,为了充分利用废水的热源,提高废水处理效率,本课题研究中温和高温厌氧消化对该废水进行处理,为实现该废水处理节能降耗、高效运行提供新的方法和理论基础。本课题采用完全混合反应器（CSTR）研究了中温和高温厌氧的运行效果、污泥特性、微生物群落结构,并利用中温和高温厌氧对头孢生产废水中的主要有机污染物丙酮、乙腈、二氯甲烷的降解特性进行了研究,探讨了头孢曲松钠和头孢噻肟钠两种抗生素对中温厌氧和高温厌氧消化效果的影响,并对实际头孢生产废水处理效果进行了研究,获得的成果如下:（1）采用葡萄糖自配水和接种某啤酒厂厌氧颗粒污泥,经过70d的培养驯化,中温和高温厌氧的COD去除率分别维持在96.89%和92.67%。在稳定运行时,中温和高温厌氧消化一个周期内的VFA先增大后减小,其主要组分分别为丙酸和乙酸,它们的占比分别为56.68%和82.35%,并且均被逐渐利用。一个周期内高温厌氧的pH变化更大,水解酸化和产甲烷反应速率均比中温厌氧快。高温厌氧产气量约为中温厌氧的1.64倍,其气体中甲烷含量占比分别为56.83%和55.33%。高温厌氧比中温厌氧的产甲烷活性更高,它们的F420浓度分别为0.050μmol/gVSS、0.038μmol/gVSS。中温厌氧污泥中LB-EPS的多糖含量高于高温厌氧,亲水性更强,高温厌氧的污泥沉降性能更好,但污泥有部分自溶现象,上清液显黑色。（2）头孢生产废水中主要的有机污染物为丙酮、乙腈和二氯甲烷。分别用3种该化学物质配制成进水COD浓度均为8000mg/L进行中温和高温厌氧消化实验研究。中温和高温厌氧对丙酮废水的COD去除率分别为28.72%和37.84%,高温厌氧对丙酮的降解效果比中温更好些。丙酮对中温和高温厌氧中的甲烷菌均有一定的抑制作用,产甲烷速率较慢,在HRT=48h时,出水中乙酸浓度均维持在200mg/L左右。乙腈对产甲烷菌有较强的毒性作用,中温和高温厌氧对乙腈废水的去除率较低,COD去除率分别为19.30%和23.80%,且出水中VFA的主要组分均为乙酸;两反应器的产气组分中均不含甲烷。二氯甲烷对水解产酸菌和产甲烷菌均有较强的毒性作用,中温厌氧对二氯甲烷基本无降解效果,出水也没有VFA产生。（3）用葡萄糖配水分别添加两种头孢抗生素产品头孢曲松钠和头孢噻肟钠进行中温和高温厌氧消化实验研究。当头孢曲松钠的浓度达到100mg/L时,中温和高温厌氧的COD去除率由90%以上分别下降到59.00%和77.27%,当头孢噻肟钠的浓度达到为100mg/L时,中温和高温厌氧的COD去除率由90%以上分别下降到61.70%和75.57%,中温受到的抑制作用更大。当头孢曲松钠和头孢噻肟钠的浓度提高到200mg/L时,两反应器中COD的去除率没有明显的下降。头孢曲松钠和头孢噻肟钠对中温和高温厌氧的抑制主要体现在丙酸的积累,当头孢曲松钠和头孢噻肟钠的浓度由Omg/L提高到200mg/L时,出水VFA中的丙酸组分持续升高,丙酸降解菌受到的抑制明显增强。（4）中温厌氧消化中的优势菌属有Methanobacterium（甲烷杆菌属）、Methanosaeta（甲烷鬃菌属）、Anaerolinea（厌氧绳菌属）,高温厌氧消化中的优势菌属有Methanobacterium（甲烷杆菌属）、Methanosaeta（甲烷鬃菌属）、Acetomicrobium（醋微菌属）、Methanosarcina（甲烷八叠球菌属）、Pseudothermotoga（嗜热假热菌属）。高温厌氧中的Acetomicrobium可以将葡萄糖直接发酵成乙酸、CO2和H2或乙酸、乳酸、乙醇、CO2和H2,而Methanosarcina能够利用乙酸、氢和甲基等营养物质产生甲烷,Pseudothermotoga可以利用甲醇、乳酸、淀粉等作为底物,在氢营养产甲烷菌作为电子受体存在时可以氧化乙酸盐、甲酸盐和H2/CO2。（5）头孢生产实际废水对甲烷菌的毒性明显。中温和高温厌氧消化对头孢生产实际废水的COD去除率分别为34.02%和46.50%,VFA最大积累浓度分别为2255和2679mg/L,VFA组分均以乙酸为主,达到95%以上,中温和高温厌氧的产气中均不含甲烷气体。中温厌氧和高温厌氧的ORP分别为-258mV和-402mV,pH值下降幅度不大。高温厌氧消化对芳香族化合物和大分子有机物的降解能力大于中温厌氧,高温厌氧和中温厌氧对腐殖质均有较好的去除效果,高温厌氧出水的腐殖化程度低于中温厌氧。