雨水水质控制的演变

土木工程师曾经接受的培训是将水从项目地点安全地移走。现在，土木工程师必须满足至少两个潜在的相互竞争的要求:像以前一样安全地将水从项目所在地输送出去，以及提供水雨水质量控制是这个过程的一部分。质量控制要求不断变化，越来越严格。

更高的标准：获取有关“治疗列车”

环境保护署(EPA)要求市政雨水输送系统的运营者获得国家污染物排放消除系统(NPDES)排放许可证，因为这些系统通常被认为是受《清洁水法》(CWA)管制的污染物的点源。这篇文章撰写的重点是威斯康星州，它提供了一个良好的概述，自CWA颁布以来，国家雨水管理条例的变化。

现行审批程序的一部分，要求营办商(在此个案中，服务超过10,000人的市政系统)制定雨水管理计划，包括六项最佳管理方法(骨形成蛋白）为他们的雨水输送动作：公共教育，公共参与，非法排放检测和消除，建筑，Postconstruction和污染预防/好管家。

特定场地的雨水处理的标准可能会从EPA的国家标准，具体取决于当地的司法管辖区，场地条件，和天然水道到其中的雨水排出的状态。大量的在线引用（与主源是从环保局的网站）提供的雨水排放标准的广泛指导他们NPDES许可过程的一部分。

五种基本质量控制的范围得到了例行强调作为整个监管制度的一部分：

• 总悬浮固体(TSS)一个作者为TSS所包含的物质提供了一个有用的定义:来自岩石、生物材料和化学沉淀物的粒子。它可以包括路面灰尘和颗粒，大气尘埃，天然土壤，砂牵引和煤渣，车辆锈颗粒，制动衬块和轮胎的灰尘颗粒，垃圾和植物和叶材料。TSS在雨水可能导致输送系统和天然水道流入其中显著阻塞性存款。一个常见的雨水处理标准要求拆除TSS的80％。
• 油和油脂。油及油脂(从餐馆(如汽车、住宅等)会导致雨水输送系统淤塞。油和润滑脂通常悬浮在较高温度的雨水中，会在管道和孔口中凝结硬化。油和油脂也是细菌生长的食物来源。
• 垃圾和残骸。雨水中的垃圾和碎片最令人担心的是，它们最终会流入河流、湖泊和海洋。塑料、容器和碎片会伤害海洋生物，它们会诱捕动物，损害它们的活动能力或破坏它们的栖息地。
• 重金属。雨水中的重金属来自于汽车刹车片的磨损、采矿废物和工业过程，这只是其中的几个来源。微量的某些重金属对许多动物物种的正常健康是必要的，但活体组织中大量的大多数重金属是有害的。熟悉的例子包括铅中毒(特别是幼儿)和汞中毒，这可能发生在过量食用海鲜。保持雨水不含重金属，可以防止它们在我们的自然水道和食物链中积累。
• 营养物质。特别是由于我们的花园、草坪和农场使用了更先进的肥料，雨水中磷和氮的存在已经成为一个真正的问题。这些营养物质有助于水藻和有害细菌在接受雨水流出的天然水道中不受欢迎的生长。

除了这五个和其他类别的质量控制标准之外，监管机构正在转向一种首选的“处理培训”(一系列质量控制过程)方法。由于实际的原因，废水处理行业很久以前就采用了这个想法，筛选、过滤、沉降和生化需氧量(BOD)的去除按其要求的顺序和时间进行。废水处理的最后阶段通常是从废水处理厂排放到天然水道中。

面对这种“待遇列车”的原则雨水管理的适应一个挑战是，废水是由人类活动，这是在现代社会整个生活相对可预测的产生意识。相比之下，雨水管理是基于非人的大自然。因此，它是更加难以预测。风暴事件的频率，对应的降雨强度和流失量可以被投射，但在历史上比较实际的暴雨事件时有更高程度的不确定性。

在我们前面的案例研究中强调的流分离器概念就是对这一点的确认。同样，在模块化湿地的城市湿地单元中包含的高流量旁通管道也是如此。降雨事件不可预测的性质要求这些故障保险纳入现代雨水管理设计，以避免对项目现场的系统组件或财产的损害。

雨水的再利用

Kent开玩笑说，几年后，如果我们使用反渗透来处理雨水，他不会感到惊讶。即使肯特的推测没有真正实现，他的观点也是非常发人深省的。过去十年，雨水处理的监管格局发生了巨大变化。如果我们还没有做到这一点，我们很快就会在一些管辖区和应用中达到这一点:我们正在推动雨洪排放标准，使之朝着向自然水道排放经过处理的雨洪可能不经济的方向发展。

如果雨水不能很容易地在未来饮用水处理，它可以更容易地重新使用淋浴间，草坪护理，洗衣机，游泳池治疗。可以说，在这些级别的实用二次利用雨水的排放标准已经在许多辖区实现。

除了任何潜在的家庭再利用，今天的绿色雨水处理努力不仅具有社会意识，美观，符合法规——他们也是好的商业。在许多情况下，使用这些系统的雨水项目可以获得税收抵免，潜在地将工地成本推高到项目盈利的门槛。在其他情况下，由于达到更高的监管标准，以前被认为是不受欢迎的从建筑物输送的雨水现在被就地用于使各种工业过程(即冷却水塘、消防水储存)更加经济。

需要提醒的是，Kent看到了一些专注于质量控制利益的雨水设计，但未能反映项目的主要目标——安全输送雨水。无论一个雨水管理计划是多么“绿色”，它都必须首先保护人民和财产。被暴雨淹没的停车场和建筑是一个完全不令人满意的结果，不管税收抵免和努力的环境严谨性。

工程师，业主和稳压器

通常，三层的利益相关者都参与了有关雨水管理计划的决定。工程师必须弄清楚如何可能会在项目的网站上生成的水，然后满足现有场地限制内处理它所需的安全和质量控制目标。项目业主必须把重点放在所需的雨水管理的初始安装成本基础设施任何维护成本。监管机构必须批准总体规划符合所有规定的标准。

这些关系动态激发了更经济、更有效的技术解决方案。为了帮助满足特别是对营养物质和重金属的新监管要求，许多雨水管理设计依赖于生物过滤，这涉及到让雨水流经通常由植物和细菌组成的活介质。生物滞留是生物过滤过程的期望效益。例如，有害的氮基化合物可以被有益的细菌吸收并分解为氮气和无害的不受管制的化合物。许多“好”细菌在植物根系上和根系附近茁壮成长。此外，许多营养物质和一些重金属污染物可以被生长中的植物的根系捕获。

研究表明，在人工湿地上水平流动的雨水会带来更大的生物滞留力，以及更低的维护成本。水平流动的雨水与植物根系接触的程度比垂直流动的雨水大得多。水平雨水流量也降低了过滤介质的维护成本(人工过滤器，砾石和土壤）相比，在垂直方向施加类似的水的体积。垂直流也需要水的压头的管理整个系统。由于这些原因，地下水平流动湿地近年来在澳大利亚非常受欢迎，Kent预计人工水平流湿地在未来几年内会在美国更受欢迎。

模块化湿地的城市模块化湿地单元反映了许多的这些概念和响应的雨水管理行业的显著变化被开发。雨水处理技术是一定要保持活力，在未来几年内为标准的不断发展。

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Zach Kent是这项功能的技术贡献者。他是一名工程师模块化的湿地在海边，加利福尼亚。