制药废水主要分为原料药废水、化学合成药废水、抗生素废水、中成药废水以及各类制剂生产过程中洗涤或过滤废水等。化学合成类制药废水是制药工业生产过中产生的主要排放污染物，它的主要特点是：污染物含量高，在化学反应过程中有用的部分少，没用的辅料或合成副产物多。原料利用和提取率低，就会导致工艺生产废水残留浓度高，成分复杂等。由于化学合成的毒性大，对微生物有很强的杀灭或抑制作用，比如有机氮化合物、芳香烃类化合物、表面活性剂等。生化降解能力差，化学合成过程中污染物大多数高分子有机物，需要在预处理阶段提高生化降解率。无机盐、氨氮含量高，这是制药废水处理中经常遇到的问题。
制药废水处理的方法是大同小异的，而具体工艺却是大相径庭的。不同种类的废水采取不同的设计方案，根据废水主要污染物，COD含量，排放量等参数，采取合理的工艺。主要是预处理-水解酸化-厌氧-有氧-沉淀-消毒等。参考成功的案例，优化工艺流程，解决核心问题，注重细节质量，考虑周期变化，维护保养及时，节约材料能耗，力争降本增效。预处理阶段是为了将大部分的悬浮物或油脂等给过滤分离出去，这部分污染物对后期的生化降解有很大的影响。常用物理或物化的方法，相对容易处理一些。那么，先从容易的地方入手，结合设计的工艺设备施工调试，确保符合设计的需求和排放标准。预处理阶段常用混凝沉淀和气浮的方法，将颗粒物、悬浮物等去除，并在一定程度上先降低COD含量。
去除色素和臭味重的问题，常用吸附或微电解的方法。为了提高处理的效率，并不是单个的进行，而是多种方法同步联合，以起到事半功倍的效果。在废水处理的过程中，前端能解决的尽早解决，能降低的尽可能的降低，不要把困难和压力都放在后面的微生物代谢阶段。如果前端处理效果不好，有机污染物会对微生物有抑制作用，厌氧和有氧阶段的作用不是很明显。当然，影响生化降解的因素有很多，除了污染物浓度外，温度、pH值等都会有很大影响。在考虑外在因素的时候，还要注重提高厌氧或有氧阶段污泥的微生物活性，从而提高代谢的效率，增强污染物处理效果。当降解速率提高的时候，单位时间内可以处理更多的量，日积月累就能大幅节约成本。
在化学氧化阶段，在有机物污染物高的时候，主要采用铁碳微电解-芬顿反应，可以大幅提高氧化效率。这是常用的工艺，在具体操作过程中，可以考虑影响反应的因素。比如，温度、pH值、浓度、用量等，将氧化反应的效果和速率提高。在后端的接触氧化过程中，厌氧常用的方法是上流式活性污泥床（UASB）。厌氧反应一般也不是独立存在的，而是有氧反应的前提。经过厌氧和有氧的双重作用，才能大幅度的降低COD含量，从而达到设计要求。有氧反应常用的方法有活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。每种方法各有千秋，根据需求选择最佳的设备。