随着中国制药行业的发展，抗生素菌渣产生的数量已不容忽视，由于抗生素菌渣能够引发微生物耐药风险，我国已明确将其定义为危险废物，目前青霉素菌渣的处理处置问题成为限制制药企业发展的瓶颈。本论文针对青霉素菌渣中有机质富含有机物并且易生物降解的特点，对青霉素菌渣厌氧发酵产沼气进行了系统的研究，深入考察了影响青霉素菌渣厌氧发酵的关键因素，在此基础上进行了USR反应器的半连续运行试验，优化反应器的运行参数，并探索了采用鸟粪石结晶法体系外脱氮运行的可行性。本文主要研究工作如下：首先，对青霉素菌渣厌氧发酵的影响因素进行了研究，结果表明：中温厌氧发酵的反应体系累计产气量最大，在本论文研究中均采用中温（35℃）厌氧发酵；含固率为8%时，厌氧发酵反应体系的累计产气量最大，单位可挥发性固体的产气量最大；接种率为0.6时，反应体系的累计产气量最大，接种率为0.7时，单位可挥发性固体的产气量最大，从物料处置方面考虑，间歇式厌氧发酵采用0.7的接种率；碳氮比为15，反应体系的累计产气量最大；在上述工作的基础上，运行USR反应器，反应器运行启动阶段实验结果表明，应按照m(菌渣)/m(淀粉)=5:1配制进料液进行后续试验。反应器运行提高负荷阶段，当每日进料量在15g菌渣和3g淀粉（10.00g菌渣/L d和2.00g淀粉/L d）时，反应器能正常运行，此时日产气量均值3500mL/d，pH值稳定在7.5左右波动，挥发酸成分主要以乙酸为主，且总挥发酸浓度低于3500mg/L，没有出现酸抑制， COD含量约为3200mg/L，碱度值高达8000mg/L，甲烷含量接近60%，氨氮含量从1000mg/L升高到1700mg/L；每日进料量为20g菌渣和4g淀粉时，反应器无法正常运行，物料不能及时被利用，从反应系统降解物料的角度看，可以确定进料负荷的上限为15g菌渣和3g淀粉（10.00g菌渣/L d和2.00g淀粉/L d）；利用前一阶段收集的青霉素菌渣厌氧发酵上清液进行鸟粪石沉淀实验，可以得到以下结论：鸟粪石沉淀法脱氮的最佳pH值为9.5，适宜的反应时间为10min，合适的P：N摩尔比采用1:1即可，Mg:N摩尔比采用1:1即可；采用上清液通过体系外脱氮再回流到反应器的脱氮方式，反应器日产气量稳定在3300mL/d左右，反应器内pH稳定在7.1左右，氨氮含量在1600mg/L左右波动，气体中甲烷含量也稳定在63%左右，由此说明将部分上清液用鸟粪石脱氮法处理后再回流至反应器的方法是可行的。