環保署與台南市政府共同合作，於今(93)年進行「三爺溪水質污染改善計畫」，利用虎尾寮污水處理廠處理家戶污水餘裕量改用來處理二仁溪污染最嚴重支流三爺溪水。經過二個多月試驗，初步成效良好，其生化需氧量(BOD5)去除率可達60%，化學需氧量(COD)去除率可達30%，河川水質溶氧量則由上游鯽潭橋至下游萬代橋提昇約1mg/L，顯示本項措施減少水中有機負荷，並增加水中溶氧量，提高下游之自淨能力，已達到污染改善目的。
環保署表示，虎尾寮污水處理廠現由台南市政府負責操作維護，主要處理虎尾寮重劃區污水下水道所收集的家戶污水。由於虎尾寮重劃區開發比例偏低，處理廠尚有餘裕容納其他來源之污水；另因三爺溪為二仁溪主要污染來源支流之一，虎尾寮污水處理廠恰好位於三爺溪旁邊，故環保署與台南市政府共同合作，於今年進行此項計畫，嘗試利用虎尾寮污水廠多餘之處理容量，抽取處理三爺溪排水後再放流，以減少河川污染負荷。
三爺溪流量每天約30,000噸，本計畫每天截流5,000噸河水，為了不妨礙水利安全，特別於三爺溪河道上方設置工作平台及吊車設備，利用抽水泵於河中直接取水處理。
環保署指出，該計畫為試驗計畫，已經完工，且已試運轉二個月了。因處理成效良好，明(94)年度將繼續與台南市政府合作，建立每日可處理水量10,000噸的取水設施一座，改善污水處理廠設施功能，提高該廠設備利用率，並全量進行三爺溪污水處理工作。除可有效改善三爺溪水質污染外，其下游承受水體（二仁溪）水質亦間接獲得改善。