◎英國建置首座微汙染物去除的試驗工廠

　　隨著水環境汙染問題日益嚴重，來自藥品、個人清潔用品、農藥與工業化學品等來源的微汙染物（micropollutants）日益受到關注。微汙染物泛指濃度低於微克/升的汙染物，主要來自生活汙水中的藥物代謝產物、塑化劑、清潔劑、除草劑與工業添加劑等。這些物質多數無法以傳統活性汙泥法去除，進入自然水體後可能干擾水生生物內分泌系統，甚至影響人類健康。這些物質雖然濃度極低，但對生態系統與人體健康卻可能造成長期危害。

　　歐盟已實施嚴格法規來處理這些微汙染物，歐洲已有超過 50 座廢水處理廠採用額外專門的程序來處理微汙染物。典型方法有吸附（如：顆粒活性碳 GAC 或粉狀活性碳 PAC）及氧化（如：臭氧）。臭氧在殺死藻類、氧化微汙染物、去除農藥等方面效果顯著。在瑞士，去除率甚至超過 85%。

　　英國的環保法規正在逐步演進，因此，英國 Curio Water 公司於 Cranfield University 校區建置英國首座針對微汙染物去除技術的試驗工廠，作為新技術評估與優化的平台。該廠結合真實汙水來源，包括校內實驗室、宿舍與商業設施，進行各種技術組合實測，具高度實務代表性。試驗工廠評估多項先進技術，包括：

　．先進氧化程序（Advanced Oxidation Processes, AOPs）
　．顆粒活性碳（Granular Activated Carbon, GAC）
　．紫外線處理（UV）
　．臭氧處理（Ozone）
　．奈米氣泡（Nanobubbles）
　．移動床生物膜反應器（Moving Bed Biofilm Reactor, MBBR）

　　此試驗場域首次在英國境內將上述多項技術進行串聯與模組化整合，藉此探索最佳處理鏈組合，針對不同水質條件達成最適成本效益比。

　　常見微汙染物去除技術的原理與實務應用如下：

　1、活性碳吸附（GAC/PAC）：活性碳具高比表面積，能有效吸附有機汙染物，
　　  常用於去除藥物與工業溶劑。GAC 常應用於深層過濾池，PAC 則可於系統
　　  中直接投加。此法優勢在於簡單易操作，但面臨飽和需更換或再生問題。
　2、先進氧化程序（AOPs）：AOPs 透過 UV/H2O2 或臭氧系統，產生羥基自由
　　  基（·OH），能氧化難降解有機物。Curio Water 採用兩段式氧化系統，第一
　　  階段先以 UV 處理可降解性汙染物，再以臭氧進行深層氧化。若再搭配奈米
　　  氣泡，增加臭氧與水接觸的表面積，得到更好的停留時間與曝氣效果，可提
　　  升臭氧傳質效率與反應效果。
　3、電化學再生吸附技術（Arvia ODC）：由 Cranfield University 學者 Giulia
  　　Pizzagalli 於其碩士論文中提出，將導電性碳材質做為吸附介質，同時進行電
　　  氧化再生，使汙染物不僅被移除，亦不需更換吸附劑，具低耗能與高效率優
  　　勢。
　4、膜過濾技術（NF/RO）：奈濾與反滲透可有效阻絕微汙染物進入處理後水體，
　　  但伴隨高能耗與濃縮液處理問題，通常作為最終處理步驟。
　5、生物處理法（MBBR）：MBBR 可延長汙染物與微生物的接觸時間，提升可生
　　  物降解性汙染物的去除率。常與 AOP 或活性碳吸附系統整合，以彌補單一系
　　  統之不足。

　　根據 Curio Water 於 Cranfield 實驗工廠的初步測試結果，AOP 是整個流程的核心，首先針對易降解的微汙染物進行處理，減少後續需要使用的大量臭氧。第二階段使用臭氧反應器，針對中長時間的停留設計，例如在 Frankton 一地需 12 分鐘停留時間才能達到最佳去除效果，這類數據對將技術擴展至其他廢水廠極為關鍵。測試結果得知實驗工廠對如卡馬西平（Carbamazepine）、雙酚 A（BPA）等頑固性微汙染物之去除率普遍超過 70%。在 UV + 臭氧 + GAC 組合下，去除效率可進一步提升至 85%。而使用 Arvia ODC 系統時，對選定汙染物如大環內酯類抗生素與降膽固醇藥物的去除率亦可達 70% 以上，且能源消耗控制於每立方米 0.14 kWh，具高度實用性。

　　歐盟對微汙染物排放標準已日益嚴格，英國正逐步趕上趨勢。業界推動創新時常遭遇監管阻力，例如使用臭氧處理在部分地區需先證明其對生態無負面影響。Cranfield 的試驗廠設計為封閉循環系統，可反覆處理與監測水質，為新技術提供低風險測試環境，亦方便環保機構實地審查。

　　系統整合與數據導向是未來關鍵，由於微汙染物種類繁多、水質變化複雜，單一技術難以應對所有情況。唯有透過跨領域技術整合與數據分析導向，才能找出具成本效益且環境友善的處理流程。Curio Water 與 Cranfield University 的合作正是此方向的實踐典範。未來，隨著試驗廠的擴展與數據累積，英國與全球水處理產業有望建立標準化模組，推動微汙染物控制從實驗室邁向全面應用，為水資源永續開啟新時代。

資料來源：
1、Mankirat Kaur, A new era for micropollutant removal, Filtration+Separation, 62(1), 22-26, 2025.
2、Curio Water: www.curiowater.co.uk
3、Cranfield University: www.cranfield.ac.uk

台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society