检查磷问题:数据告诉我们如何减少雨水中的磷

介绍

制造处理装置(mtd)类似于非专有的雨水bmp，因为它们必须进行维护，以使其按预期运行。然而，大部分的努力和重点都放在雨水处理设施的初步设计和建造上，很少考虑如何长期维护这些系统。在所有情况下，业主都要对其他人在设计和施工阶段所做决定的后果负责，几乎所有人都在项目的施工阶段结束后转向新的项目。

这种情况正在改变，因为土木工程师现在更加重视与mtd相关的长期维护成本。为了满足客户的最大利益，指定工程师不仅有责任选择和设计符合现场结构和监管要求的雨水BMP，他们还有责任考虑长期拥有成本和初始资本成本。

驱动MTD维护成本的因素

在探索如何选择和设计mtd以减少长期维护成本之前，我们需要探索驱动这些成本的因素。影响成本的四个主要因素是:1)时间和设备，2)处置成本，3)易耗部件的更换成本，以及4)频率。

时间和设备

时间和设备成本包括进行维护所需的人工和设备。与处置设施的距离也是一个因素。所需的人员、时间和设备越多，维护成本就越高。

处理成本

市政当局可能有自己的维修人员和处置设施。私人拥有的设施，如零售场所或公寓大楼，通常会聘请第三方维修供应商。这些供应商将需要支付适当处理其受污染的液体和固体的费用。当地法规规定了如何管理这些材料。然而，固体通常会进入垃圾填埋场，而液体通常会进入水处理设施。维修供应商必须支付这些材料的处置费用。

耗材

更换耗材(如过滤器、介质和覆盖物)的类型和数量也会影响总维护成本。

频率

制造商建议多久维护一次MTD ?在类似的应用程序中，是否有MTD的运行历史证明，在按照建议的维修间隔进行维修时，MTD可以继续按设计执行?维护事件的频率将对MTD的总拥有成本产生最重要的影响。

驱动雨水BMP选择的因素

在选择MTD时，选择标准通常分为三个部分:性能、成本和辅助效益。

在性能方面，我们通常会询问许可机构是否会批准我们正在考虑的MTD，它是否符合当地的场地限制，它是否符合项目的污染消除目标?在成本方面，既有资金成本(购买价格)，也有长期运行和维护成本。第三类包含了前两类不能包含的东西，比如设计的易用性、安装的易用性等等。

第一个问题是最重要的:MTD获得批准了吗?在美国，两个主要的MTD验证和认证项目是华盛顿州生态部门新兴雨水处理技术(TAPE)和新泽西州环境保护部门认证项目。这些项目被新泽西和华盛顿以外的30多个不同的机构所依赖。这些项目需要对实验室和现场测试进行同行评审，并遵循标准化测试方案，以确定不同作业速率下不同mtd的去除效率。

这些程序在提供数据方面做得很好，这些数据允许将一个MTD的性能与另一个MTD的性能进行比较，并将特定MTD的性能与既定的性能标准进行比较。但是，它们不要求在测试期间证明现场维护间隔符合维护间隔要求。因此，为了提高设计液压加载率，一些系统牺牲了使用寿命，这通常导致系统体积更小，成本更低。再加上负责系统长期维护的人员与设计和批准系统的人员之间经常缺乏沟通，这意味着长期维护成本在BMP选择过程中经常被忽略。因此，与在现场测试期间观察到的实际维护历史相比，一些mtd具有非常不同的默认维护建议。

例如，图1显示了TAPE计划下具有通用用途标识(GULD)的生物过滤器的估计年度维护成本。为了获得gold认证，当进水浓度高于100 mg/L时，生物过滤器必须至少去除80%的TSS，当进水浓度在20至100 mg/L之间时，生物过滤器必须不大于20 mg/L。生物过滤器A在测试过程中只需要两次维护事件，而生物过滤器B和C分别需要六次和九次维护事件。如果在测试期间观察到的维护周期与制造商的营销材料中的维护周期不同，则该MTD的实际年度维护成本可能会高得多。或者，如果MTD维持在推荐的间隔，但实际上需要更频繁的维护才能继续按照设计运行，那么过多的径流将绕过处理，水质将受到影响。这是每个工程师在指定MTD时都应该考虑的问题。

设计雨水综合排水系统时要考虑维修

在设计mtd时，考虑维护时最重要的三个因素包括访问、位置和现场物流。

访问

当谈到MTD时，我们首先想到的是井盖，这是最常见的选择，因为它们价格便宜(通常在1000美元以下)，并且从检查和维护的角度来看易于使用。最常用的井盖尺寸是24”和30”，它们被评为重型交通负载。其他选项可以提供对某些设备内部的更多访问，但通常需要在可访问性和成本之间进行权衡。

壕沟盖可以进入整个结构的顶部，但它们更贵(通常超过1000美元)，很难移除，并且不是最美观的选择。它们有24英寸宽x各种长度，以适应不同的MTD拱顶尺寸，它们通常适用于重型交通负载。舱口(图2)也提供了良好的访问，铰链方便打开，但是最昂贵的选择(通常超过2500美元)。一个48“x 48”的舱口经常用于mtd。舱口有许多不同的方形和矩形选项，以及不同的负载等级，包括行人，非重型交通和重型交通。

有时，井盖可以组合使用，传统的井盖用于检查端口，而舱口位于需要进入密闭空间的地方。当机场或航运码头等项目需要时，大多数访问铸件都可以获得更重的负载等级。

位置

另一个关键因素是设备在站点上的物理位置。井盖、壕沟盖和舱口在视觉上不吸引人，而且它们可能存在绊倒危险。因此，应避免放置在人行道和入口前面。

还应注意检查和维护事件的频率，以及它们如何影响现场的行人和车辆交通。检查事件通常持续30分钟，而维护事件可能需要30分钟到几个小时才能完成，这取决于MTD的类型和大小。这些活动通常在正常营业时间举行。工程师需要评估车辆和行人的交通流量，以了解这些事件将如何影响运动。

现场物流

与地点密切相关的是现场物流。不同的mtd需要不同的维护活动。工程生物滞留系统可以用最少的人员和设备进行维护。相比之下，大多数地下系统将需要一辆真空卡车、支持车辆和可能的消耗品存放空间。

需要特别考虑那些将使用真空卡车进行维护的系统。真空卡车可重达25,000磅，不应在草地或景观区域行驶。此外，真空卡车通常按服务小时收费。一般来说，在真空卡车的效率和能力之间有一个权衡。MTD离卡车越近，系统越浅，真空卡车的效率就越高，维护事件所需的时间就越少。系统越深，或者离真空车越远，真空车的效率就越低，维修时间也就越长。

常见MTD系统的维护注意事项

水动力分隔符

水动力分离器(hds)，也被称为油/砂分离器(OGSs)，作为雨水处理的BMPs被广泛应用，无论是在独立应用中还是在处理系统中作为预处理设备。在HDS装置中使用的主要处理机制是重力分离和泄漏捕获。高比重颗粒通过重力沉降到设备的油池中，低比重的油、垃圾和碎屑漂浮到水面并被困住。

HDS系统的检查通常每年进行两次，不需要进入密闭空间。检查应量化系统中碳氢化合物、垃圾和沉积物的积累。测量污染物积累可以用校准的量尺、卷尺或其他测量仪器来完成。当沉淀物水平达到MTD制造商指定的预定义点(如池面积的百分比)时，建议进行维护。使用真空车通常是从HDS系统中去除污染物的最有效和方便的方法。系统应该完全排干，并将沉淀物和任何内部组件完全排出，以清除任何积聚的污染物。

由于并非所有HDS系统的维护方式都相同，因此工程师应询问以下问题，以确保降低长期维护成本:

是否需要进入密闭空间?

• 由于需要额外的人员、设备和时间，进入密闭空间大大增加了维护成本。

需要多少个接入点?

• 多个接入点将增加维护事件的长度，从而增加成本。

是否需要拆卸内部部件?

• 拆卸和重新组装内部组件可能需要进入密闭空间，并将增加在现场的时间。

基于媒体的过滤系统

许多制造的雨水过滤系统使用介质填充筒。在暴风雨中，径流通过过滤介质，过滤介质吸收并保留了雨水径流中的污染物，包括总悬浮固体、碳氢化合物、营养物质、金属和其他常见污染物。容纳过滤筒的结构可以以多种方式构建，以适应各种流量，项目足迹和可变液压条件。标准配置包括捕捉盆，人孔，拱顶，抑制入口和线性格栅。

通常建议每年检查一次基于介质的过滤系统，并在重大风暴事件之后进行检查。检查程序因制造商而异，但在大多数情况下，使用视觉指示器来评估维护的必要性。诸如积聚的沉积物量、墨盒顶部的沉积物负荷、浸入的墨盒、明显的浮渣线或堵塞的介质等因素都可能是需要维护的指标。

基于介质的过滤系统需要任何MTD中最密集的维护。基于介质的过滤系统的维护包括清除积聚的沉积物，向内部喷洒和更换介质盒。根据机组的大小和位置，维护可能需要几个小时才能完成。维修人员将被要求进入地下室进行维修，并需要一辆真空卡车来清除沉积物。

不同制造商去除废介质墨盒的工艺差异很大，这些差异会对墨盒更换所需的时间产生重大影响。在评估基于介质的过滤系统时，工程师应询问以下问题，以确保降低长期维护成本:

墨盒是否有罩或裙，以防止碎屑和油堵塞介质表面?墨盒有表面清洁装置吗?

• 这些特点可以延长滤芯的使用寿命和维护间隔。

目标介质更换维护间隔多长时间?是否有可用的操作数据来支持建议的维护间隔?

• 不同厂家的介质更换间隔差别很大，有的为1-5年，有的则超过一年一次。

制造商提供墨盒更换计划吗?

• 一些墨盒的生产和交货时间可能长达四周。

更换墨盒要多少钱?

• 更换不同制造商的墨盒可能会有很大的成本差异。

是否需要工具来移除媒体盒?子弹能多快取出?

• 墨盒处理和/或组装会在维护活动的开始和结束时增加昂贵的劳动力。

Bioretention系统

工程生物滞留系统，有时被称为树箱过滤器，目标是去除悬浮固体，总和溶解的营养物质和金属，油和油脂，垃圾和碎片。组件通常包括植物，覆盖物和特殊设计的过滤介质混合物，通常包含在混凝土容器中。覆盖层和过滤介质在风暴期间捕获和固定污染物。在风暴之间，这些污染物分解、挥发，并被纳入系统的微观/宏观动物和植物群的生物量。雨水径流流经介质，进入容器底部的排水系统，处理后的水在那里排放。与传统的生物滞留相比，高介质流速减少了这些系统的占地面积。

检查和维护生物滞留系统可能需要不到30分钟的时间，并且是所有雨水MTD中维护成本最低的。维护通常不需要真空车或密闭空间入口，通常建议每年两次。根据沉积物和垃圾的装载情况，可能需要额外的维护。维修活动可能包括检查保险库和周围区域;拆除树栅和防蚀石;清除碎片、垃圾和覆盖物;覆盖物更换;并对植物健康状况进行评估，必要时进行修剪或更换。

工程生物保留系统的设计因制造商而异，其中一些包括筛选装置、过滤筒和沉淀物室等组件。这些差异会对维护成本产生重大影响。在评估工程生物滞留系统时，工程师应询问以下问题，以确保降低长期维护成本:

第一年的维护费用包括在内吗?

• 一些制造商在购买价格中包含了第一年的维修费用。

建议保养间隔多长时间?

• 是否有运行证据表明系统将在建议的维护间隔内继续按设计运行?

系统是否使用带过滤器的预处理室?

• 带过滤器的预处理室可能需要真空车来提取沉淀物和液体，并且可能需要更换过滤器，这将增加显著的成本。

系统是否使用滤芯?

• 更换墨盒可能需要进入密闭空间，这将增加大量成本。

结论

每个MTD都需要维护，但是与MTD相关的频率和成本因制造商而异。在某些情况下，建议的维护间隔明显长于在现场试验中证明足够性能所需的维护间隔。希望降低mtd长期维护成本的工程师需要检查各种设备的维护指南，并在评估过程中询问与维护相关的问题，以确保他们指定的系统确实能提供最低的总拥有成本。

作者

Brynn Laird，体育老师，管理康泰克在美国东部和加拿大的雨水工程部门。Brynn拥有10年的雨水行业经验，并持有弗吉尼亚理工大学土木工程学士学位;电子邮件:(电子邮件保护)．

特拉维斯沃尔夫是康泰克在美国西部的维护和现场运营经理。特拉维斯在雨水行业有14年的经验。从他与私人和市政维护人员的现场经验中，特拉维斯推广了一种实用的方法来维护和操作雨水处理系统;电子邮件:(电子邮件保护)．

Vaikko Allen, CPSWQ, LEED-AP，是Contech Engineered Solutions的雨水监管管理总监，在那里他协助监管机构，工程师和环境组织制定和实施雨水监管;电子邮件:(电子邮件保护)．