廢(污)水微量之藥物與個人保健用品(Pharmaceuticals Personal Care Products, PPCPs)對環境水生生物及人體健康可能產生危害之風險,因此引起全球關注,PPCPs包含處方籤用藥(抗生素類、非抗生素類、鎮痛解熱劑等)、化妝品等,其檢出濃度範圍為奈克/公升(ng/L)至微克/公升(µg/L)。目前尚未有研究證據顯示PPCPs流布至環境而直接危害人體健康,但其在環境的傳輸可能影響生態結構,甚或成為超級細菌形成的源頭。
目前尚無國家訂定放流水標準藥物管制,丹麥、瑞士或歐盟成員針對廢(污)水微量藥物導入高級處理技術,優化排放水質。因PPCPs種類繁多,隨其物化特性、環境條件(如pH、溫度)及廢(污)水處理程序不同,對於PPCPs之移除效率也有所差異,布洛芬等非類固醇發炎止痛藥PPCPs利用生物處理具一定處理效果,若欲有效降低排放水藥物濃度,仍需評估增設活性碳吸附或臭氧等高級處理技術之必要性,茲針對國外廢(污)水藥物處理案例說明如下:
一、德國Marienhospital Gelsenkirchen醫院
歐盟於2007年至2012年推動PILLS(Pharmaceutical Input and Elimination from Local Sources)計畫,探討醫院廢水藥物排放貢獻量及對水體影響與廢水中多重藥物對具抗藥性細菌之影響,計畫於瑞士、盧森堡、德國及荷蘭等4處醫院進行廢水藥物類之最佳處理技術模廠測試。其中德國Marienhospital Gelsenkirchen醫院(廢水量200 CMD) 採行活性污泥膜濾法(Membrane bioreactor, MBR)結合臭氧或結合PAC及砂濾等高級處理程序(如圖15所示),廢水藥物類檢測項目包含布洛芬、雙氯芬酸、吲哚美辛及萘普生等,測試結果顯示MBR可去除96%藥物(如圖16所示),臭氧或PAC及砂濾則可再進一步降低藥物濃度,如MBR可去除91.9%萘普生,處理後濃度為0.026 μg/L,再經臭氧或PAC及砂濾處理後,其濃度低於偵測極限。
圖15、德國Marienhospital Gelsenkirchen醫院廢水高級處理程序模廠
資料來源:Pharmaceutical Input and Elimination from Local Sources (PILLS), Full-scale plant for the elimination of pharmaceuticals in hospital wastewater – Comparison of advanced treatment technologies, 16th International EWA Symposium, IFAT 2012, Munich, 8th-9th May.
圖16、德國Marienhospital Gelsenkirchen醫院模廠測試結果
資料來源:Pharmaceutical Input and Elimination from Local Sources (PILLS), Full-scale plant for the elimination of pharmaceuticals in hospital wastewater – Comparison of advanced treatment technologies, 16th International EWA Symposium, IFAT 2012, Munich, 8th-9th May.
二、丹麥Herlev醫院
Herlev醫院病床數為700床,廢水量約410 CMD,處理流程為活性污泥膜濾法(Membrane bioreactor, MBR)、臭氧、粒狀活性碳(GAC)及UV光,MBR進流水檢出80種藥物(檢測藥物計122種),經過MBR處理後仍有14種藥物濃度高於預估無影響濃度 (Predicted No Effect Concentration, PNEC);再經過臭氧、GAC及UV光處理後,僅檢出12種藥物,且平均濃度均低於PNEC,如磺胺甲噁唑0.042 μg/L及環丙沙星0.039 μg/L等。整體而言MBR可去除95%藥物,且經過臭氧、GAC及UV光處理後除顯影劑外藥物去除率可達99.9%(如圖17所示)。廢水經高級處理程序後已無雌激素、致病菌及生物急毒性反應。
圖17、 丹麥Herlev醫院廢水藥物類去除率
資料來源:DHI and Grundfos BioBooster A/S, Full scale advanced wastewater treatment at Herlev Hospital - Treatment performance and evaluation, 2016.
三、瑞士Neugut污水處理廠
瑞士2016年修訂水保護法案,針對特定污水處理廠(近100座)要求增設高級處理程序,以達到放流水12種新興污染物中6種項目去除率不低於80%。Neugut污水處理廠廢水量約13,000至57,000 CMD,該廠原處理程序為初沉池、活性污泥、二沉池及砂濾,因應前述法案,該廠於2014年在二沉池及砂濾單元間增設臭氧處理程序,並以模廠規模測試砂濾及顆粒狀活性碳(GAC)做為臭氧後處理單元,用以評估臭氧氧化過程產生之中間產物及副產物之處理效能。以活性污泥法搭配臭氧程序,雙氯芬酸、卡馬西平和克拉黴素等12種指標污染物之平均去除率可大於94%(臭氧劑量為0.54±0.05 g O3/g DOC),另臭氧後處理單元之模廠測試部分,GAC可有效去除剩餘之微污染物及副產物等。
本部為解決傳統廢污水處理面臨減碳及新興污染物新挑戰,藉由思維翻轉,推動綠色轉型,力促廢污水能資源化、低碳智慧化及無害化處理;113年9月26日預告修正「水污染防治措施及檢測申報管理辦法」部分條文草案,修正重點包括強化廢水中抗生素藥物等新興關注項目管理,醫院廢(污)水藥物濃度如有偏高之風險時,建議優先評估廢棄藥物妥善回收,確保既有廢(污)水處理程序穩定操作,必要時再增設活性碳等高級處理單元,以降低放流水藥物監測結果符合規定數值。