发酵工程在众多领域都占据着极为重要的地位。在食品与调味料生产中，酱油、味精、醋、酸奶、泡菜等产品依靠发酵工艺制成；在医药领域，抗生素、氨基酸、治疗用酶等药物的生产也离不开发酵工序，为医药工程的发展开拓了广阔前景。
然而，发酵过程会产生大量废水，这类废水的处理成为了一大棘手难题。
发酵工序所排放的废水通常具有高浓度的特点，化学需氧量（COD）超过 10000mg/L是常见现象，甚至在某些情况下，如某发酵类制药企业，其排放的高浓度废水（源自发酵、提取、精制等环节）占每日 600 吨废水总量的六分之一，且 COD 浓度可超过 100000mg/L，成分异常复杂，属于极难处理的工业废水。
面对如此高浓度且可生化性差的废水，传统的发酵废水处理组合工艺，如沉淀 / 气浮加生物处理，往往难以胜任。因此，企业必须在生物处理前端采取有效措施，使废水达到可进入生物处理的标准。
在处理发酵废水时，对于比重较小的油类和悬浮物，气浮处理是一种常用方法。
通过气浮装置，如加压溶气气浮和浅层气浮等，配合相应药剂，使废水中的悬浮物和油类形成浮渣，进而实现分离。在这个过程中，气浮装置会在一定压力下将空气溶解于水中，随后释放产生大量微小气泡。这些气泡与废水中的悬浮物和油类颗粒相结合，由于气泡的浮力作用，使得原本比重较小的颗粒能够上浮至水面，形成浮渣层。刮渣设备将浮渣清除，从而实现大量悬浮物和油类（约 90%）的去除，同时也能去除一小部分有机物，为后续处理减轻负荷。
当处理浓度较高、可生化性差的废水时，氧化法、铁碳微电解或者组合工艺是关键手段。
芬顿氧化法作为一种较为常用的氧化方法，利用氧化剂的强氧化性发挥作用。在废水中加入亚铁离子（Fe²⁺）和过氧化氢（H₂O₂），亚铁离子催化过氧化氢产生极具氧化性的羟基自由基（・OH）。这些羟基自由基能够攻击废水中的大分子污染物和长链有机污染物，将其氧化分解为小分子污染物和断链物质。在去除有机物的同时，提高了废水的可生化性，为后续生物处理创造条件。
然而，随着废水处理要求的不断提高，单独的芬顿氧化法在处理此类复杂废水时逐渐显得力不从心。如今，铁碳微电解与芬顿氧化法的联合处理工艺得到广泛应用。铁碳微电解是利用铁和碳在电解质溶液中形成无数微小原电池的原理。当废水通过由铁屑和活性炭组成的填料层时，铁作为阳极不断释放电子，对废水中的有机物进行氧化还原反应，将大分子有机物分解为小分子，提高废水的可生化性。之后再结合芬顿氧化法，进一步强化对有机物的去除和可生化性的提升，使废水更适合后续处理。
三、厌氧反应器：高效降解有机物厌氧反应器堪称处理高浓度废水的 “神器”。经过预处理系统处理后的废水进入厌氧反应器，借助反应器自身的结构特点以及厌氧生物的特性，将有机物分解为二氧化碳和甲烷。
以常见的 UASB 反应器（上流式厌氧污泥床）为例，废水从反应器底部进入，反应器主体内富含大量厌氧污泥。由于废水以一定流速自下而上流动，以及生物降解过程中产生大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合。在厌氧微生物的作用下，有机物逐步被分解，最终转化为二氧化碳和甲烷等产物。
通常，厌氧反应器对 COD 的去除率可达 80% 以上，经过其处理后的废水能够满足进入好氧生物处理的条件。此外，IC 反应器（内循环厌氧反应器）和 EGSB 反应器（膨胀颗粒污泥床反应器）等也具有高效的处理能力，它们通过独特的结构设计和运行方式，进一步提高了厌氧处理的效率和稳定性。
在发酵废水处理案例中，脱氮是必不可少的环节。一般采用缺氧池和好氧池相结合的 “A/O” 工艺实现生物脱氮。
在好氧段，硝化细菌在充足氧气的环境下，将废水中的氨氮逐步氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，完成硝化反应。而在缺氧段，反硝化细菌利用废水中的有机物作为电子供体，将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，释放到大气中，实现反硝化反应。通过这种缺氧与好氧交替的处理方式，有效地去除废水中的氮元素，使处理后的废水能够达标排放。
综上所述，发酵废水的处理需要综合运用多种方法，从去除悬浮物和油类，到应对高浓度、难生化的有机物，再到高效降解以及脱氮等环节，各个步骤紧密配合，形成一个完整的处理体系，以确保发酵废水得到有效处理，满足环保要求，为发酵工程的持续发展提供保障。
