针对上海某制药工厂产生高浓度难降解有机废水的水质特性，采用预处理+A3/O+MBR+RO组合工艺进行处理。结果表明：该工艺处理高浓度制药废水性能良好，且工艺运行稳定，对COD、NH3-N的平均去除率达到 96.2%、99.1%；该运行系统能满足此类制药废水水质水量波动较大、可生化性较差的状况；废水经预处理单元时，采用动态调整投加药剂量的优化方式，以实现降低药剂使用成本；后进入生化单元，通过对溶解氧、内回流比的优化调整，厌氧池、好氧池溶解氧分别控制为0.2～0.3 mg·L-1、2～5 mg·L-1，好氧池至缺氧池内回流比控制为100%～150%，系统脱氮除磷效果良好；在经复合深度膜处理单元出水稳定后达标排放。该系统工艺所产生的剩余污泥采用板框压滤结合低温烘干的优化模式，降低污泥含水率，以减少污泥委外与后续的处理成本，从而达到减污降碳的环境经济效益。本项目排水水质满足上海市地方标准《污水综合排放标准》（DB31/199-2018）的三级标准与《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）的B级标准。该案例可为高浓度制药废水工艺实现减污降碳优化目标提供技术参考。