雨水水质控制的演变

土木工程师曾经接受过简单的培训，可以将水从工程现场安全运出。现在，土木工程师必须满足至少两个潜在的竞争性要求:像以前一样将水安全地从项目地点移走，并提供水雨水质量控制是过程的一部分。质量控制要求在不断变化，变得更加严格。

更高标准:登上“治疗列车”

环境保护署(EPA)要求市政雨水输送系统的操作人员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《清洁水法》(CWA)规定的污染物点源。这篇文章由于CWA被颁布以来，以威斯康星州的重点界定为威斯康星州的州，并良好地概述了国家暴风水管理法规的变化。

当前允许流程的一部分需要运营商（在这种情况下为1000多名人员服务的市政系统）开发一个包括六个最佳管理实践的雨水管理计划（BMPS.)，以进行雨水输送工作:公众教育、公众参与、探测及消除非法排放、建造工程、建造工程后，以及防止污染/妥善管理。

特定场地的雨水处理标准可能与EPA的国家标准有所不同，这取决于地方管辖、场地条件和雨水排入的天然水道的状况。大量的在线参考资料(主要来源是EPA网站)提供了大量关于雨水排放标准的指导，作为其NPDES许可程序的一部分。

5个基本质量控制类别经常强调为整体监管制度的一部分：

• 总悬浮固体(TSS)。一个作者为TSS中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颗粒。它可以包括路面灰尘和颗粒，大气粉尘，天然土壤，牵引砂和芯片，车辆锈粒，制动垫和轮胎粉尘颗粒，垃圾和植物和叶片材料。雨水中的TSS可以导致传送系统和流动的自然水路中的显着阻塞性沉积物。常见的雨水处理标准要求去除TSS的80%．
• 油和油脂。油和油脂（从餐馆，汽车，房屋等）可能导致雨水输送系统中的堵塞问题。经常在较高的温度下悬浮在雨水中，油脂可以在管道和孔中凝固和硬化。油和润滑脂还为细菌的生长提供食物来源。
• 垃圾和碎片。雨水中垃圾和碎片的主要关注点是，最终，雨水及其内容将流入河流，湖泊和海洋。海洋生命受到塑料，容器和碎片的伤害，可以捕捉动物并损害他们的流动性或损害他们的栖息地。
• 重金属。雨水中的重金属来自汽车制动垫的穿着，采矿废物和工业流程，名称是一些来源。在许多动物物种中，正常健康是痕量的一些重金属是必需的，但活组织中大量重金属的大量含量损害。熟悉的例子包括铅中毒（特别是小孩子）和汞中毒，这可能从海鲜过量消耗中发生。保持雨水不含重金属可防止他们积累在我们的天然水道和食物链中。
• 营养素．特别是由于我们在花园、草坪和农场中使用了更高级的化肥，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藻类和有害细菌在接受雨水流出的天然水道中滋生。

除了跨越这五个和其他类别的质量控制标准，监管机构正在朝着首选的“处理培训”(一系列质量控制过程)方法发展。由于实际的原因，废水处理行业很久以前就采用了这一想法，通过筛选、过滤、沉降和去除生化需氧量(BOD)，按照要求的顺序和时间框架进行。污水处理的最后阶段通常是从污水处理厂排放到天然水道。

面临雨水管理对这种“治疗列车”的适应的一个挑战是污水是人类活动产生的意识，这在一个现代社会中的日常生活中相对可预测。相比之下，雨水管理是基于非人类的性质。因此，更不可预测。风暴事件频率，相应的降雨强度和耗尽量可以预测，但在历史上与实际风暴事件相比具有更高水平的不确定性。

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承认。同样，模块化湿地的城市湿地单元中包含的高流量旁路管道也是如此。由于降雨事件的不可预测性，需要在现代雨水管理设计中加入这些故障保险装置，以避免对项目现场的系统组件或财产造成损害。

重用的雨水

肯特笑话，在几年内，如果我们使用反渗透治疗雨水，它不会让他感到惊讶。即使肯特的猜测并没有完全来通过，他所做的一点是非常思考的。过去十年来，雨水治疗的监管景观发生了巨大的变化。如果我们还没有，我们很快就会在某些司法管辖区和应用中达到这一点：我们正在向雨水排放标准驶向一个点，其中将处理过的雨水进入天然水路可能不经济。

如果雨水在未来不能被轻易地处理为饮用水，它可以更容易地被处理为用于淋浴、草坪护理、洗衣机和游泳池。有争议的是，许多司法管辖区已经达到了这些实际二次利用水平的雨水排放标准。

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，符合规定——他们也是一个好生意。在许多情况下，采用这些系统的雨水项目可以获得税收抵免，这可能会使工地成本超过项目盈利能力的门槛。在其他情况下，以前被认为是不需要的雨水现在被用于各种工业过程(如冷却水池、消防储水)更经济，以满足更高的监管标准。

值得注意的是，肯特郡的雨水设计专注于质量控制利益，但未能反映项目的主要目标，即安全输送雨水。无论一个雨水管理计划多么环保，它仍然必须首先保护人民和财产。暴雨淹没了停车场和建筑物，这是一个完全令人不满意的结果，尽管税收减免和环保的努力。

工程师，所有者和监管机构

通常，三名利益攸关方参与了有关雨水管理计划的决定。工程师必须弄清楚项目现场可能产生多少水，然后满足在现有站点约束中处理处理所需的安全性和质量控制目标。项目业主必须专注于所需的雨水管理的初始安装成本基础设施以及任何维护费用。监管机构必须批准整体计划，以满足所有要求的标准。

这些动态关系激发了更经济、更有效的技术解决方案。为了帮助满足新的管理要求，特别是对营养物和重金属的要求，许多雨水管理设计依赖于生物过滤，这包括让雨水流经一种通常由植物和细菌组成的活介质。生物滞留是生物过滤的理想效益。例如，有害的氮基化合物可以被有益的细菌吸收和分解成氮气和无害的不受调节的化合物。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，在人工湿地中水平流动的雨水会产生更大的生物滞留，同时也会降低维护成本。水平流动的雨水与植物根系的接触程度比垂直流动的雨水大得多。水平的雨水流动也降低了过滤介质的维护成本(人工过滤器，碎石和土壤）与垂直施加的类似水体积相比。垂直流量还需要在整个系统中管理水压头。出于这些原因，地下水平流近年来，湿地在澳大利亚变得非常受欢迎，肯特预计将在未来几年内变得更加流行的水平流动湿地。

模块化湿地的城市模块化湿地单元反映了这些概念中的许多，是为了应对雨水管理行业的重大变化而开发的。随着标准的不断发展，雨水处理技术在未来几年肯定会保持活力。

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Zach Kent是此功能的技术贡献者。他是一个雨水工程师模块化的湿地在加利福尼亚州的海边。