“水体污染控制与治理”国家科技重大专项“制药行业全过程水污染控制技术集成与工程实证”课题，针对制药行业青霉素发酵过程排放的废水浓度高、酸碱性变化大、碳氮比低、色度高和残留抗生素等问题，通过对发酵过程污染物产生环节的系统分析，提升和优化发酵生产工艺，促进青霉素可持续绿色生产。
　　课题承担单位华北制药股份有限公司，基于生产菌生理代谢特性的多尺度发酵过程优化理论，结合用于生物过程优化与放大研究的专用设备、数据处理软件包等关键共性技术平台，建立了青霉素工业发酵过程优化控制技术，实现了有机氮源利用率的提高和污染物减排。在此基础上，课题开发了基于合成培养基营养包替代复合有机氮源的新工艺，并通过对全合成培养基营养包进行优化，实现了青霉素发酵生产单位的显著提升。
　　课题形成的青霉素发酵过程优化原料替代和过程控制工艺在华北制药股份有限公司倍达分厂进行了生产验证，以建立的数据采集参数为指导，通过调整磷酸盐和铵离子的流加量精确控制菌体的比生长速率，可以很好维持菌体的生长，促进青霉素合成，与原工艺相比提高了13%以上，生产效率提升效果显著。发酵废酸水COD较原工艺降低了32.7%，废酸水中氨氮降低了46.5%，极大地降低了发酵废水污染物的排放，减轻了企业污水处理负荷，促进了青霉素清洁生产的快速实现。