化學合成藥物的生產過程涉及多種無機和有機原料，透過化學反應制造藥物，其最終產品分為半合成藥物和全合成藥物。由於這一過程的復雜性，所產生的廢水在成分上也呈現出多樣性。
在化學合成制藥領域，常見的廢水型別包括母液廢水、清洗廢水、廢棄物回收過程中產生的廢水、實驗室和家庭制藥產生的廢水，以及輔助生產過程中產生的廢水。
化學制藥廢水一般具有以下的特點：
①成分復雜，化學制藥過程中使用的原料和試劑種類繁多，包括有機溶劑、催化劑、酸堿等，這些物質在反應過程中可能不完全轉化，導致廢水中含有多種有機物和無機物；
②濃度高，與一般工業廢水相比，化學制藥廢水的汙染物濃度通常較高。這些汙染物包括有機汙染物、鹽分、懸浮物等，對水環境的影響較大；
③毒性大，廢水中可能含有對環境和生物有害的有機化合物，如苯、酚、鹵代烴等，這些物質具有生物累積性和永續性，對生態系構成威脅；
④難降解物質多，化學制藥廢水中常含有一些難降解的有機物，如多環芳烴、雜環化合物等，這些物質在自然環境中難以分解，處理難度較大；
⑤水質水量波動大，由於生產過程的不連續性和工藝變化，化學制藥廢水的水量和水質可能會有較大波動，增加了處理設施的執行難度；
⑥鹽分含量高，在制藥過程中，尤其是合成階段，可能會使用大量的鹽類，導致廢水中鹽分含量高，對生物處理系統構成挑戰。
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①高級氧化技術
高級氧化技術在高濃度、高毒性、難降解的有機廢水處理方面效果顯著，在化學制藥廢水處理中，可以承擔很好的預處理作用，提高廢水的可生化性，降低廢水的COD濃度。
該技術的關鍵點在於產生高活性的羥基自由基·OH，通常情況下羥基自由基·OH的產生要加入氧化劑、催化劑等其他途徑，進而能夠和汙水中的有機物進行氧化還原反應，將有機物汙染物礦化，透過氧化還原反應汙水中的有機汙染物可以被降解為水、二氧化碳、無機鹽等無害物質。
高級氧化技術有臭氧氧化法、光化學氧化法、催化濕式氧化法、電化學氧化法與芬頓氧化法等。
②厭氧生物處理法
在化學制藥廢水處理中，厭氧處理技術扮演著至關重要的角色。透過利用多種微生物的協同作用，這種技術能夠將大分子有機物轉化為甲烷、硫化氫和二氧化碳等物質。微生物間的代謝過程相互影響且相互制約，共同構建了一個復雜的生態系。
厭氧處理技術的實施主要包括以下幾個關鍵環節：水解階段、發酵階段、產乙酸階段以及產甲烷階段。
目前套用比較多的是有厭氧流化床反應器（AFBR）、上流式厭氧汙泥床反應器（UASB）、厭氧折流板反應器（ABR）、顆粒汙泥膨脹床反應器（EGSB）等。
③生物接觸氧化法
生物接觸氧化法具有活性汙泥法與生物膜法等優勢，在處理化學制藥過程中具有生物量多、曝氣攪動耐沖擊負荷強，無汙泥膨脹，易管理等優點。
在生物接觸氧化法中，微生物主要以生物膜的狀態附著在固體填料上，有部份生物絮體呈破碎生物膜狀懸浮於處理水中，生物接觸氧化法中有機物的去除主要靠生物膜(附著微生物)的作用來完成。
實際上，處理化學制藥廢水還需要其它廢水處理方法，形成一個系統，進而一步一步地將各種汙染物進行去除，達到排放標準。
