微生物发酵过程需要消耗大量的氧气，为了供应足够的氧气，大量的电能被消耗用于发酵液的搅拌和压缩空气的供给。近年来，随着发酵罐单体规模的不断增大，为提高发酵过程搅拌和通气效率，轴流搅拌式发酵罐、气升式发酵罐等一批新型生物反应器在制药行业中开发与应用，与传统反应器相比，这些带有新型搅拌装置的生物反应器具有结构简单、溶氧效率高、能耗低、易放大等优点。同时，在发酵过程中采用优化控制技术，在保证满足微生物代谢需求的前提下，科学地分时控制搅拌转速和通气速率，实现发酵液粘度、搅拌转速和通气速率整体节能优化控制，具有显著的节能功效。目前，部分发酵类制药企业已实施能量系统优化工程、电机系统节能改造，在节能减排领域取得较好的成效。
发酵类制药过程传统常用的分离提取技术包括溶剂萃取法，直接沉淀法、离子交换吸附法等。近年来一些制药企业在生产过程中采用组合膜分离、纳滤等技术进行药物的分离与浓缩，有效的降低了成本、减少污染物的产生、提高产品收率。移动式连续自动旋转离子交换系统可在一个工艺循环中完成吸附、水洗、解吸和再生的全部工艺过程，与传统固定床式离子交换系统相比，树脂和洗涤水用量大为减少，洗脱剂消耗也相应减少。
在发酵过程中，为保持酵体温度的稳定，需要使用大量的新鲜水对发酵罐进行冷却，由此产生大量较高温度的水，这部分水经冷却塔冷却后可循环使用，节约新鲜水消耗，减少废水排放。同时，对罐体进行加温、保温、消毒、灭菌使用的蒸汽产生的冷凝水也可进行回收，用于原料预热，进行余热的综合利用。
发酵产生的发酵废水有机成分较高，可采用UASB技术制备沼气，作为清洁能源，通过沼气锅炉燃烧产生蒸汽，供生产使用，减少污染物的排放，同时产生经济效益。
在分离提取过程，经常使用到各种有机溶剂，经过蒸馏等方法回收后，可重复使用，减少污染物的排放。
根据调研，发酵类制药的废水实际上由两大部分构成，一是高浓度的发酵母液废水，二是低浓度辅助工程废水和冲洗水等。污染物种类大致相同，均主要为常规的污染物，如COD、BOD、SS、pH、色度和NH3-N等。早期对该类废水的处理思路是混合稀释后采用好氧生化法处理，生化处理装置主要采用活性污泥法、生物接触氧化法及序批式活性污泥法等。为了避免高浓度废水对生物法的冲击，有企业采用混凝或者简单的加药气浮等技术对高浓度废水进行适当的预处理，然后再与低浓度废水混合后采用传统的活性污泥法或者生物膜法处理，该种方法工艺简单，污染物去除效果稳定，但出水达标的可靠性不大，同时该方法运行稳定的前提条件是必须对高浓度废水进行稀释后才能处理。随着国家总量控制要求的不断提高，稀释过程明显不符合总量控制的要求，因此这种混合稀释后好氧处理的方法逐渐被能够适应较高浓度废水的处理方法所代替。
目前我国大多数厂家采用“预处理-厌氧（或水解酸化）-好氧”组合工艺对发酵类制药废水进行处理。对于毒性较大、较难生化降解的发酵类制药生产废水，采取废水分类收集、处理，即对于高浓度废水首先进行预处理、厌氧生化处理，出水再与低浓度废水混合后进行好氧生化处理。对于毒性较小、易生化降解的高浓度废水可先与低浓度废水混合，再采用厌氧生化（或水解酸化）-好氧生化-后续深度处理的工艺处理。未来技术发展的重点主要有：根据废水特点开发更为经济有效的预处理技术，如微电解技术、芬顿氧化技术、化学氧化等，优化厌氧或好氧处理单元，如两相厌氧系统、UBF、膜生物反应器等。开发后续深度处理技术，比如曝气生物滤池、高级氧化技术等。
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