那個把管道疏通器伸進我們下水道的人看起來很實事求是。我們的汙水已經開始倒灌了。就在連線我們家和街上下水道的管道旁邊，長著一棵70年樹齡的柳櫟，我擔心在過去幹旱的一年裡，這棵樹的根已經找到了進入我們管道的路。他聳聳肩：可能是樹根，也可能是管道坍塌，也可能是其它什麼東西。疏通器只伸進去十幾英尺左右就發現了一個堵塞，現在末端的小爪子正在旋轉。一旦他把它拉出來，我們就能更清楚地瞭解情況了。我讓他繼續工作，雖然我惱怒地看了一眼那棵橡樹。下水道管道連線很簡單，有一個鐘形接頭，微小的根毛會找到富含營養的汙水流，然後長大，最終長到足以破壞許多服務管線中的玻璃質粘土管，或者如果管道是鑄鐵的，則會鬆動接頭。沒人知道我們70年前的管道是什麼材料做的，但我擔心我們馬上就會知道了。
十五分鐘後，他把疏通器捲起來，寫賬單，併為橡樹洗清了嫌疑。
“你們有嬰兒嗎？”他問。我們有。
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“你們用那些可衝散的溼巾嗎？” 我們用。
“別用，”他說。近年來，整個造紙行業都在努力開發越來越多可衝散的物品：嬰兒溼巾、成人溼巾、抗菌浴室清潔擦、尿布襯墊、尿布。他搖搖頭：如果它在你的手中不會散開，就不要衝走它。它只需要保持一小時左右的形狀，它就可以找到一個可以抓住的地方：接頭、樹根、管道內部的疙瘩，或者稱為結核的小鏽堆。然後，就像河流中的障礙物一樣，它開始抓住其他東西，你就會遇到麻煩，要麼是你自己，要麼是你的整個社群。我們就像一群1歲的孩子，把所有東西都扔進馬桶。“衛生紙和你身體排出的東西，”他說。“這就是應該進入馬桶的東西。”把金魚拿出去埋了；否則最好的情況是它只會卡在處理廠的篩網上。它在下來的過程中不會生物降解，而且可能會引起麻煩。我們甚至不要提那些垃圾處理器——我們6個月前又請了一個人來，他挖出了一根經過精心處理的胡蘿蔔，如果有足夠的耐心，我們可以把它重新組裝起來。人們一次又一次地告訴我，下水道是用來排汙水的。
你最喜歡的關於汙水的流行文化參考可能涉及到阿特·卡尼，他扮演埃德·諾頓，唱著“我們團結一致，手持鏟子，讓事情順利進行”。或者也許是《歌劇魅影》或《悲慘世界》中的某個場景，在充滿氣氛的流動中發生著各種法式高戲劇。我更喜歡《球童生涯》中的卡爾·斯帕克勒，他一邊咯咯笑著，一邊在常見的 高爾夫球場肥料密爾沃基有機氮的背景下創造塑膠炸藥動物。你幾乎沒有注意到它，但我會解讀一下：密爾沃基有機氮是密爾沃基有機氮的縮寫，它是密爾沃基市汙水處理廠自 1925 年以來生產的一種土壤處理劑，現在已在全國各地的草坪上使用。它是他們汙水處理的最終結果，他們每年運送數千噸。
關鍵不在於我們汙水的去向觸及我們文化的每個角落。關鍵在於，一旦你開始管理它，而不是希望它消失，汙水就會變成一件非常好的東西。
在羅利北卡羅來納州立檔案館裡，一些櫥櫃頂部放著一套額外的 4 英尺見方的規劃圖，這些圖紙是 1922 年製作的——羅利歷史上最早的規劃檔案。它們是很好的閒暇時間研究材料：“建築物火災位置：初步分割槽研究系列之一，”其中一個說。另一個顯示了供水系統，一條 16 英寸和一條 14 英寸的管道從核桃溪的泵站下來到城市水塔；另一個顯示了硬表面鋪路；第四個演示了“街道延伸和住宅及商業增長的障礙”。
我最喜歡的是“下水道幹管和支管”，其中棕色、藍色和黃色的粗彩色鉛筆條顯示了不同尺寸的地下下水道管道的位置——從我家附近等社群的 6 英寸直徑開始，到當時最大的幹管，24 英寸。我喜歡這張地圖的原因是出水口——在城鎮北部的蟹樹溪和南部的核桃溪（在將飲用水輸送到城市的泵的下游安全處），彩色鉛筆條簡單地停止了。汙水就是流向那裡的：流入河流。
現在看來，那些日子幾乎是荒謬的古老，但它們畢竟不是過去的事。在 1940 年，在美國一些最大的城市——波士頓、匹茲堡、辛辛那提、聖路易斯、堪薩斯城——你從馬桶衝下的每一滴水都被未經處理地傾倒到附近的港口、河流或湖泊中。1940 年，紐約市處理了大約四分之一的汙水，直到 1986 年才達到 100%。在那之前，如果你去上西區看望你的路易絲姨媽，你所有的排洩物都會直接流入哈德遜河。
歷史學家估計，在室內管道普及之前，平均每人每天用水量不到 5 加侖；如今，美國人在家用水的合理（且較低）估計是每人每天 100 加侖。其中一部分灑在草坪上，少部分用來清洗汽車和寵物，但總的來說，我們使用這些水要麼是為了清潔自己、我們的餐具和衣服，在這種情況下，它最終會流到下水道中，要麼是為了飲用，在這種情況下，它最終會流到馬桶中。每天，我們每個人都會將大約 100 加侖的水變成汙水。那是大量的汙水，需要大量的處理——而且其中很少是糞便。
至少現在我們確實在處理它。雖然人們鋪設下水道已經有數千年的歷史了，但真正的汙水處理只有大約一個世紀的歷史。人們首先必須弄清楚人類的排洩物不僅令人厭惡，而且實際上是不健康的，然後弄清楚它為什麼不健康，然後才能開始弄清楚如何處理它。一旦他們這樣做了，他們就迅速忙碌起來；你幾乎可以喝掉從西方處理廠出來的水，而且在此過程中去除的大部分生物固體都用於給農作物施肥和處理土壤。該系統並非完美無缺——生物固體有時會汙染水；油脂堵塞會導致汙水溢位或系統故障；重金屬、藥物和個人護理產品在生物固體中積累——但總的來說，它執行良好。
也許最早的書面衛生說明來自《聖經》，這本書是由遊牧民族撰寫併為遊牧民族撰寫的，採取了一種小而美的做法：《申命記》敦促你挖一個洞，並“遮蓋你所出的東西”。大約在公元前 3000 年，奧克尼群島的居民發明了廁所：那個時期的現有石屋牆壁上有小壁龕，帶有通向地下通道的孔。下水道歷史學家喬恩·施拉德韋勒說，到一千年後，整個古代地中海和中東地區的文明都在使用管道將雨水和人類廢水從家庭和城市輸送到水道，通常是輸送到水道中。大約在公元前 1500 年，克里特島的克諾索斯宮殿有一個真正的抽水馬桶——一個座位、一個盆和一個奴隸，他往裡面倒水，將一次性尿布公司稱之為“汙穢物”衝到地板上的排水溝裡。克里特島的排水技術傳遍了希臘，到公元前 5 世紀，雅典人正在透過管道將廢水和雨水輸送到城外的蓄水池，並用它來灌溉農作物。
羅馬人甚至改進了這一點：在考慮了羅馬的許多成就之後，老普林尼稱下水道是“所有成就中最偉大的”。（“下水道”一詞來自拉丁語 exaquare，意思是“帶走水”。）從渡槽進入城市的持續水流為公共噴泉和浴室提供了水源，羅馬人發現公共浴水應該每天更換幾次。“他們建造了緊鄰浴室的公共廁所，”施拉德韋勒說，並透過將用過的洗澡水引導到它們下面來沖洗廁所。不過，大部分人類排洩物只是被扔到街道上；渡槽的水被用來沖洗街道並將排洩物掃入下水道。因為羅馬的下水道缺乏通風，所以下水道氣體的唯一齣口是那些下水道和廁所。從積極的方面來說，羅馬人還發明瞭行動式廁所，他們在城市入口附近的道路旁設定了罐子（小販會出租施拉德韋勒所說的“遮羞披風”）。此外，1 世紀的皇帝韋斯巴薌讓人收集尿壺裡的東西，然後他對其徵稅並將其出售給富勒，富勒是清潔和染色羅馬人衣服的商人——他們發現尿液中的氨具有清潔能力。
帝國淪陷後，羅馬人繼續把汙物扔到街上，但沒人清洗它們。在羅馬，許多下水道管道失修。在其他地方，人們像往常一樣，沒有下水道也能生活：最好的情況是使用廁所（無襯砌的坑）或汙水坑（襯有穿孔磚石的坑，讓液體排入土壤，而固體堆積起來以便最終清除），最壞的情況是將排洩物扔到街道上並留在那裡。13 世紀，法國國王腓力二世鋪設了巴黎的街道，以減少臭味，結果是之後廢棄物滯留在石頭上，而不是滲入土壤中。14 世紀，他的繼任者之一，腓力六世，命令巴黎人在他們家門前打掃，並將垃圾帶到垃圾場；組織了環衛工人來清理剩下的東西。為了回到羅馬帝國的技術，1370 年，巴黎開闢了一系列排水溝，這些排水溝也運送廢物——其中最大的一條是用磚石砌成的，稱為大排水溝。到 16 世紀，英國的一座皇家城堡不得不張貼告示，提醒人們不要“用尿液或其他汙物汙染樓梯、走廊或壁櫥”。17 世紀凡爾賽宮開放時，它有可愛的飛濺噴泉，但沒有浴室或下水道。
1842 年世界發生了變化，漢堡市在遭受一場可怕的火災後，決定在重建時鋪設下水道管道。新的管道透過房屋排水管通風，並有一個使用潮汐水沖洗的機制。該系統高效、不臭，併成為世界範圍內的典範。（在引入這些下水道之前，透過汙水汙染的水傳播的傷寒在漢堡每 1000 例死亡中導致 48.5 例死亡；下水道投入使用後，這一數字下降了一半。）此後不久，巴黎人開始將他們 14 世紀的下水道系統變成世界奇觀，建造了數百英里的巨大磚砌隧道，以帶走雨水和巴黎人想要衝洗的一切東西。
17世紀，當波士頓和費城等早期美國城市開始用鵝卵石鋪設街道時，排水溝——甚至一些地下汙水管道——也被納入了改進措施之中。私人市民建造了波士頓的第一個排水系統，其設計理念與馬克西瑪排水溝和巴黎大排水溝類似，旨在排乾地窖和沼澤。波士頓人很快就厭倦了那些木製下水道頻繁的維修工作，於是透過頒發下水道建設許可證，採取了一種公私合作的方式；每個希望連線排水管的人都必須分攤費用，並且合同規定了關於路面重建的要求。到1750年，費城已經有了涵洞系統和一些地下汙水管道，而紐約市則在本世紀晚些時候開始鋪設一些地下汙水管道。然而，人類的排洩物主要仍然是化糞池和廁所等個人事務。
下水道真正興起於1854年，當時約翰·斯諾發現倫敦霍亂流行是由汙水汙染的飲用水引起的。隨著微生物學的進步，人們開始認識到人類排洩物以微生物的形式攜帶疾病，並且越來越希望保護自己免受汙水侵害。更重要的是，19世紀可靠的供水服務的引入以及現代抽水馬桶的普及（1848年的英國公共衛生法案要求每家每戶都必須有某種衛生設施，其中“抽水馬桶”被列為灰坑或廁所的替代方案之一）極大地增加了家庭產生的廢水數量。已經造成令人不快滋擾的化糞池和廁所，現在被新增的大量水沖刷後，產生了大量令人作嘔的滲漏物。而且，不僅僅是廁所——連線水槽和浴缸的排水管也開始讓下水道不堪重負；1844年，波士頓試圖減緩這一趨勢，甚至通過了一項法律，規定每次洗澡都必須有醫生的命令。
隨著工業革命期間城市規模和密度的增加，所有城市都不得不建造更多、更好的下水道。霍亂的流行病不足以成為倫敦的動力，但1858年的“大惡臭”事件，當時泰晤士河臭氣熏天，以至於議會考慮遷址，引起了市政府的注意；19世紀50年代和60年代，倫敦建造了新的下水道，將廢物從倫敦市中心向下游輸送。布魯克林在1857年引入了下水道，芝加哥也不久之後。波士頓仍然主要由私人建造下水道，1869年約有100英里的下水道；到1885年，這一數字擴大到226英里，新房子預計將連線到該系統，用於排放水泵和洗手盆的廢水，以及現在進入抽水馬桶而不是廁所的人類排洩物。
每個城市都有自己的問題和特點。波士頓的一些下水道的排放口，每天有12個小時被潮汐堵塞；另一些下水道，由不擇手段的承包商在後灣等土地開墾專案中建造，由於地基下沉而失去了向下的坡度，導致沉降、堵塞和倒灌。綠樹成蔭的西雅圖使用了木製管子——並且面臨著嚴重的潮汐問題，在一天中的某些時候，廁所會變成噴湧的噴泉；最終，該市只是將自身重建得比下水道管道高。在芝加哥，下水道的排放口將密歇根湖弄得一團糟，以至於在大暴雨期間，受汙染的水羽流一直流到供水系統的進水口。作為回應，工程師建造了一系列運河，並逆轉了芝加哥河的流向，將其從流入密歇根湖的排水口轉變為從密歇根湖流向密西西比河的通道。他們還將進水口移到了湖中更遠的地方。
所有這些“解決方案”只是轉移了問題。正如一位歷史學家在描述波士頓覆蓋一條充滿汙水的溪流，並將其引至查爾斯河而不是直接排入波士頓港時所說的那樣，這種做法“在某種程度上減輕了它造成的滋擾，或者至少將其轉移到另一個地方”。沿海的舊城市建造了將汙水和雨水彙集在一起的組合系統，而較新和較小的城市則建造了單獨的系統——既有雨水排水系統，又有僅處理汙水的較小管道系統——從而防止了暴雨期間的汙水溢流。馬薩諸塞州的倫諾克斯在1875年建造了第一個這樣的系統，而孟菲斯在1880年建造了一個。從那時起，大家都在建造這種系統。
羅利在1890年鋪設了第一批下水道管道。羅利的主要道路費耶特維爾街直到1886年才鋪好路面，恰好在第一批水管鋪設的同時；水管鋪設到哪裡，下水道管道很快就會跟上。羅利人口僅為1萬，其廁所幾乎肯定尚未對土壤造成足夠的汙染，以致於汙染其水井，而新的下水道管道，向北流向蟹樹溪，向南流向核桃溪，其排放量不會超過溪流的吸收能力。（一條以每秒約6立方英尺的速度流動的溪流可以吸收約1000人的廢物，因此要供養10000人，兩條溪流加起來必須以約60立方英尺/秒的速度流動。目前，在乾燥月份的乾燥日子裡，它們的流量約為75立方英尺/秒。）現在，隨著2300英里的管道大致向東南方向通往羅利的汙水處理廠，下水道收集系統成為了我期望在任何地方都能找到的唯一遵循自然樹木模式的基礎設施流。樹葉是房屋，透過4英寸的服務管線連線到街道下方的6英寸或8英寸主管道，然後連線到18英寸、24英寸或30英寸的收集管道，這些收集管道開始沿著街道延伸，但向下傾斜到溪流盆地，通向越來越大的管道，最後到達汙水處理廠。我與一位友好的地理資訊系統專家坐下來對此進行了檢查。
地理資訊系統地圖很容易顯示我自己的廢水路徑：我家院子裡的4英寸側管——也是那個“可沖洗”溼巾堵塞的管道——流入一根8英寸的主管道，該管道沿著我的街道向下延伸，直到穿過我喜歡坐著游泳池旁的鴿子屋支流。它沿著鴿子屋支流延伸，直到在城東與一根24英寸的PVC管道匯合（那時路徑是沿著河流而不是道路走的），然後與越來越大的管道匯合——有些是PVC製成的，有些是鋼筋混凝土製成的，還有一些是球墨鑄鐵製成的。最終，這條河流到達直接通往汙水處理廠的雙72英寸鋼筋混凝土管道，儘管為了便於維護，這些管道有時會分成三根或四根管道。它很簡單，而且特別是在水管線錯綜複雜之後，它令人非常滿意。它很像雨水排水系統，如果每個流域的每條溝壑都保持管道化，並且它們在進入紐斯河之前都匯聚在一個地方。
為了瞭解這些管道中發生了什麼，我與羅利的管道主管，下水道收集主管亨特·“吉恩”·斯坦利進行了交談。“我們不像紐約市，”斯坦利開門見山地說。“有些管道你可以開卡車進去。”紐約有一個組合下水道系統，必須做好準備來處理一場大暴雨可能傾瀉到這座城市的數十億加侖的水，而不僅僅是這座城市每天產生的相對少量的汙水。組合系統透過稱為調節器的相對簡單的機械連線來管理溢流：基本上是管道或連線箱中的堰壩。堰只是一個用於引導水的低矮障礙物。當流量正常時，壩會將水透過管道引導至處理廠；在大型降雨事件期間，混合雨水和汙水的流量升高，超過堰頂，直接透過排放口流入河流或湖泊。這種事件稱為CSO，或組合汙水溢流。紐約每年向其河流和港口排放約400億加侖的CSO。
但是在你從羅利的系統只須輸送汙水（該處理廠每天處理大約4500萬加侖的汙水，這些汙水由連線到該系統的約40萬用戶產生；它的額定處理能力為6000萬加侖，並且正在擴建至7500萬加侖）中獲得太多安慰之前，請考慮一下：僅由降雨和從低窪地區的人孔通風口進入的街道水流引起的流量增加，幾乎可以使處理廠的流量翻倍。真的嗎？“哦，是的，哦，是的，”斯坦利說。“如果下雨一整天，[每個井蓋]每天會流入一千加侖。”再加上滲漏的接頭、裂縫和貪婪的樹根造成的孔洞，你在暴雨期間可能會有大量的水滲入。儘管捕獲和糾正破損和溢流是他工作中不可避免的一部分，但斯坦利始終專注於預防性維護。
斯坦利在北卡羅來納州的農村長大，他稱他的預防性維護管理為“老鄉下人工作系統”——他從他的系統地圖冊中複製頁面並將其分發給他的工作人員。當工作人員沖洗並檢查了地圖上的每條管線後，他們就會回來。該部門以每天的英尺數記錄其維護情況，如果可以，他們喜歡每月達到30萬英尺，這意味著系統中的每根管道都會每隔幾年檢查一次。當然，地理資訊系統會更新地圖，但是斯坦利的系統自從他們僅僅使用藍圖和竣工測量圖以來就一直在執行；發現地圖上的8英寸管道實際上是6英寸管道，只是保持領先地位的一部分。這就是為什麼你的卡車裡會攜帶不同尺寸的鋸片的原因。
斯坦利說，下水道很簡單：管道需要每100英尺的長度下降約半英尺，即0.5%的坡度，這個坡度足以使所有東西移動，但又不會太快以至於液體從固體中迅速流走。較大的管道——30英寸或更大——的坡度甚至可以更小。但是它們都必須在重力的作用下向下流動，這就是為什麼下水道管道如此普遍地與雨水排水系統交叉：羅利公共事業部主管戴爾·克里斯普將特定排水系統中所有執行的下水道稱為“下水道流域”，這在一段時間內成為了我最喜歡的新詞。
當然，如果廢水管道只沿著天然溝壑鋪設，那麼主管道最終將不得不與河流平行。出於諸多原因，從美觀到洩漏造成的災難性後果，沒有人希望這樣。系統通常是向下遊移動，但管道有時需要跨越隆起的地形。因此，城市有100多個提升站，管道中的內容物被泵送到其他水流中，或者低窪地區的廢水會聚集在集水坑中。當水位足夠高時，會觸發浮閥，泵就會啟動，將其提升到山上——有點像你的馬桶，只不過這個浮閥是啟動沖水而不是停止沖水。我參觀了一個提升站，它是一個10英尺乘20英尺的矩形，裡面裝滿了看起來像中央空調系統的電氣箱，位於兩個房屋之間的鏈式圍欄後面，控制著一個地下集水坑；即使它正在抽水，如果你離它超過10英尺，你也聽不到它的聲音。該站有一個備用泵和一個為其供電的發電機，還有一個小型天線，用於向處理廠的監控和資料採集（SCADA）系統傳送和接收資訊；這些裝置已經足夠多了，但即便如此，如果你不特意留意，你也不會注意到它的存在。一個更大的站點位於主幹線上，為幾乎所有羅利市的廢水提供提升，使其流向處理廠。它位於高速公路入口匝道下方，雖然有人建議我可以循著氣味找到它，但我去參觀時並沒有聞到異味。
斯坦利遞給我最近一期《市政汙水與水》雜誌中對羅利市汙水維護部門的高度讚揚的簡介，然後把我交給汙水監測主管羅伯特·史密斯，並要求他帶我四處參觀。
首先：我們先在院子裡走走，看看卡車。汙水處理人員基本上做三件事：他們進行維護，他們應對危機，以及他們“電視”管道，將帶有攝像頭的微型車輛送入管道，檢查管道的狀況，作為一般維護的一部分，並檢查聲稱最近維護過管道的工作人員是否真的進行了維護。
史密斯向我展示了該部門的各種卡車。疏通車有一卷連線的杆子，一種長鏈條，工人將其送入人孔，然後像有人清理家中排水管中的樹根或堵塞物一樣旋轉。一些疏通車配有切割刀片或螺旋抓取裝置，用於清除樹根或碎屑。沖洗車裝有巨大的水箱，為末端帶有旋轉頭的高壓軟管供水：工人將軟管送入系統中，通常經過下一個人孔，然後啟動泵。水壓使噴頭開始旋轉，以每平方英寸數千磅的壓力向卡車方向噴射水，同時卡車將軟管拉回，沿途沖刷管道。現在的標準是組合式卡車，它裝載著用於沖洗的水箱和一個垃圾車大小的水箱，用於收集沖洗後的水，卡車用從駕駛室上方吊著的巨大管子（像大象的鼻子）吸走這些水。史密斯解釋說，司機最終將水箱中的水排到停車場的一塊墊子上；水排入下水道系統，而清理出來的碎屑——衛生棉條、磚塊、礫石、樹根、據稱可沖洗的材料——每週被裝入一輛自卸卡車，送到垃圾填埋場。當羅利市發生汙水溢位時，史密斯也會調動這些真空卡車。另一輛他稱之為重磅炸彈的卡車有一個水錘——一根利用水來有節奏地撞擊和破碎大型堵塞物的管道。最後，他向我展示了一種改裝的電動高爾夫球車，它可以到達系統的許多部分，因為這些部分沿著峽谷而不是道路延伸，所以普通卡車不容易到達。
但我們正站在停車場，而人們正在現場疏通下水道。“嘿，”他說。“你想‘射擊’一下管道嗎？”當然。
我們的第一站是一個高速公路出口匝道，那裡停著兩輛沖洗車和一輛皮卡，後面放著橙色的錐形路標。幾個戴著安全帽、綠色網狀背心和橡膠手套的男人管理著一根軟管，該軟管從其中一輛卡車背面的線軸上延伸出來，通向20英尺下陡峭峽谷的人孔。一百碼外，兩個人站在另一個人孔處，看著水噴射器的旋轉噴頭，史密斯說它叫做疣豬。一旦它過去，仍然在卡車旁的人們就會開啟噴頭和線軸，開始把它拉回來。在卡車發動機的轟鳴聲中，史密斯解釋說，在出去的時候，噴頭會像一種預浸泡劑一樣噴水；“在回來的路上，它就像一把掃帚。”像這樣的水噴射清潔是清除樹根、砂礫，尤其是油脂的標準方法：“我們遇到一些管道，你會想，這些油脂到底是從哪裡來的？它看起來就像你在管道上噴了泡沫一樣。”由於汙水管道中的鐘形和承口接頭為細小的樹根提供了進入的通道，而且由於樹木在乾旱期間非常渴水，所以工作人員通常在清潔後會在管道中執行一個鋸子，以確保他們清除了所有東西。在真空卡車無法到達人孔的地方，工作人員會將碎屑向下遊沖洗到卡車可以到達的人孔。
這就是下水道沖洗，衛生部門整天都在做這件事。自從漢堡的下水道第一次收集潮汐水，然後一次性釋放出來沖走碎屑以來，基本思路並沒有太大改變：你用水來沖洗，你用杆子或鉤子來攻擊堵塞物，而且，正如埃德·諾頓所唱的那樣，你讓一切都運轉起來。
史密斯把我們送回他的皮卡，然後我們開車到一個停車場，找到一輛車身上畫著魚的箱式卡車。卡車裡的三個人要對管道進行“電視”檢查：邁克正在準備卡車後面的攝像頭和螢幕，而韋恩和一個只自稱“牧師”的人打開了人孔，用金屬鉤子輕鬆地撬開了蓋子。然後，韋恩和牧師從卡車上取出攝像頭。它有六個微小的橡膠輪子和一個好奇的單眼，看起來有點像火星探測車，只是很小，而且懸掛在電線的末端。當他們回到人孔時，韋恩和牧師震驚地發現它突然充滿了汙水。這種倒流表明人孔底部的 6 英寸管道堵塞了，儘管它像倒流一樣快地排掉了。
幾分鐘的觀察顯示了兩件事：倒流是有節奏地來來去去，這意味著上游有一個泵站，每隔幾分鐘就會發送一波廢水，而堵塞物是一些固體物質的碎片，沒有人能識別出來。勺子出現了——末端帶有鉤子和穿孔鏟子的 12 英尺長手柄。韋恩、羅伯特·史密斯和後來趕到的另一位主管埃迪輪流舀水，在泵的衝擊之間來回推東西，並用笨拙的“手過手”動作將它們拉出來，這種動作使汙垢勉強平衡在勺子的邊緣，除非你把手柄撞到懸垂的樹枝上。這就像用冰茶勺從櫥櫃後面的漂白劑罐子裡撈橄欖核一樣。“人們認為保持他們浴室清潔的是 Ty-D-Bol，”韋恩說。
這些東西原來是凝固的油脂，而且其中的一些碎片足夠堅固——而且足夠深入 6 英寸管道——以至於每次牧師把它懸掛在那裡並試圖讓它執行時，它們都會阻止攝像頭的移動。真空吸頭可以清理人孔，但無法將油脂從管道中吸出，而且它會抵抗他們擁有的其他一切東西，因此工作人員最終放棄了當天對該管道進行“電視”檢查，直到他們可以清理管道——可能透過使用吊桶卡車（它將電纜穿過碎屑，並將吊桶從一個人孔拖到另一個人孔，在前面拉動沖洗無法清除的砂礫和大型碎屑）或者可能透過派人下去，希望簡單地將勺子伸入管道就可以清除碎屑。（派人下人孔，儘管它只有大約 8 英尺深，但需要密閉空間培訓、額外的監督和通風裝置——下水道氣體含有甲烷和硫化氫，而且它在最近的 2008 年就導致了工人死亡。）
史密斯給我看了另一次“電視”檢查探險的影片片段，其中顯示了沿著閃亮的管道進行的漫長跋涉，管道里半滿了暗灰色的水。這種顏色是有道理的——其中更多來自你的洗衣機和淋浴，而不是你的馬桶。“人們說的第一句話是‘呃’，”史密斯說；“他們認為我正在糞便中行走。”但即使是那天充滿人孔的廢水，聞起來也更像徑流，而不是糞便。
雖然大多數堵塞物是由油脂或樹根引起的，但話題自然而然地轉到了令人難忘的堵塞物，我聽說了必須從人孔中拉出的拖把、高爾夫球杆、木柴、拋石和甚至一臺冰箱。曾經有一個地毯殘片造成了如此嚴重的堵塞，以至於花費了幾乎一天的時間才清除乾淨。如果你在值班，而且有人報告溢位，特別是溢位物正在流向水道的情況，那麼就到了表演的時候了。“你就像追捕俄羅斯間諜一樣追著它跑，”韋恩說。“你追著溢位物，拉著軟管，四英里、五英里、六英里。”首先，工作人員在水道中找到溢位物的末端（那裡的水仍然乾淨），並使用乾草包設定一個障礙物，這既能阻止流動，又能過濾任何可能滲出的水。一個泵會立即開始將受汙染的水引入最近的下游人孔。當工作人員致力於清除堵塞物本身時，其他工作人員會追趕溢位物，沖洗溪流的側面和底部。史密斯說，你可以透過它留下的粉狀堆積物來判斷未處理的廢水是否已經進入溪流：“它看起來像水中的灰色灰塵”，覆蓋著岩石和樹枝。軟管清除底部的水垢並攪動泥土。“那種泥水就像粘合劑一樣粘住那些東西——它會依附在泥土上。”然後你在溢位物的末端將其泵出。“在我們過去之後，這條小溪看起來就像什麼都沒發生過一樣。真是太棒了。”
有一天，我在一條主幹道上停車觀看一個下水道工作人員使用一種稱為現場固化管道的技術修復漏水管道：一種浸漬了樹脂的長襯管被水推進管道，然後他們將蒸汽泵入管道以硬化樹脂，瞧，管道（儘管略窄）幾乎煥然一新。工作人員在修復洩漏管道時會執行輔助管道。工作人員可以透過用沙袋堵塞管道，將煙霧泵入人孔，然後檢視煙霧開始從地面冒出來的位置來發現洩漏。顯然，人們已經對這些事情進行了很多思考。
“它會滲入你的血液，”一位名叫戴夫的高階工程師和檢查員說，他在我家附近管理一個建築工地。我曾在一個下水道卡車旁停下來，觀看幾個人沖洗管道，他們追溯到一個位於幾處房產後院邊界的人孔。“我不喜歡那個樣子，”其中一人在從洞裡舀出砂礫時說，他挖出了陶土管道碎片。與其在幾個人的私人財產上挖掘，該市決定放棄房屋之間的線路，並將流量改道到街道盡頭，在那裡它可以匯入更大的主管道並向下遊流動。但是，由於流量必須向下遊流動，工程師必須讓廢水從人孔流向不同的方向。這意味著，簡單地說，在他們想要的方向上挖一條更深的溝渠。他們不得不在接收新流量的管道上做同樣的事情，因此他們在兩條街道上挖掘了幾個星期，我偶爾會停下來看看。
我仔細觀察他們小心翼翼地放下新的綠色PVC管道並檢查坡度。他們使用雷射進行測量，末端有一個靶心式的目標。中心紅點表示管道坡度正確。“我們過去使用拉線，一段一段地測量，”戴夫告訴我。“這樣更簡單，簡單多了。”他們將管道鋪在礫石床上，用岩石和磚塊碎片支撐以保持坡度，這與水管不同，水管在壓力下可以直接鋪在溝渠中並掩埋。任何低於12英尺的管道都必須使用球墨鑄鐵，以支撐上方土壤的重量；任何穿過溪床、懸掛在橋下或不在地面上直接鋪設的管道也是如此。即使汙水管道一開始就低，而且必須不斷降低，但在沒有地鐵系統的城市裡，沒有太多其他基礎設施阻礙；對於羅利來說，12英尺已經相當深了。
紐斯河汙水處理廠位於羅利東南部，每天處理超過4000萬加侖的水，其排放的水質接近飲用水標準。該廠佔地300英畝（周圍有1200英畝農田用於施用生物固體），規模龐大，必須乘坐麵包車才能參觀；你無法像上游幾英里的水處理廠那樣步行參觀。主管T.J.林奇帶我參觀時，首先開車前往前端處理設施，那裡的篩網和旋渦過濾器會去除從汙水系統中流入的兩個72英寸主管道排出的漂浮垃圾和砂礫。漂浮物更明顯，但林奇強調沉澱砂礫的池子：在泵和管道密集的工藝中，砂礫是令人厭惡的。“想想沙子，”他說。“它具有磨蝕性。它會嚴重磨損你的裝置。”他們每天用三個垃圾箱裝滿砂礫和篩網捕獲的碎屑，所有這些都運往垃圾填埋場。
值得注意的是，儘管空氣中有一股淡淡的味道，但並不臭。“99.9%都是水，”林奇說。“我們只需要去除那0.1%。”
在前端處理設施外，林奇指著一個幾乎與棒球場大小和形狀相同的混凝土池，從外場向下傾斜到本壘板的低點：一個3200萬加侖的均化池。汙水系統沒有水塔或儲水池來適應廢水量的定期波動（流量高峰出現在早餐時間和午夜剛過），因此它在高流量期間，尤其是暴風雨期間，將水儲存在均化池中：林奇說，“在暴雨期間，我們的流量翻倍是很常見的。”均化池為林奇提供了一個放置多餘流量的地方。當流量再次減慢時，他使用四臺巨大的螺旋泵將水推到工廠所在斜坡的頂部——在工廠的其餘部分，重力會發揮作用。他自豪地展示了這些泵。它們被稱為“立式渦輪固體處理泵”，但他指出，它們使用的技術與阿基米德時代大致相同：轉動螺旋來提升水。
水從前端處理設施流到初級沉澱池——廢水非常緩慢地流過水箱，這與水廠的沉澱池類似，目標也相同：讓固體沉澱到底部，形成“初級汙泥層”，但在這裡油脂也會漂浮到頂部。刮板沿著表面迴圈，將油脂舀入一個小水槽，然後迴圈到底部，在那裡它們將汙泥引導到自己的泵中。水清潔度透過生化需氧量（BOD）來衡量——水中細菌去除有機雜質所消耗的氧氣量。BOD越低，下一個池子可以越小，工廠的運營成本也越低。考慮到下一步需要消耗多少能量，這一點至關重要。林奇稱這一步為他工廠的“絕對核心”：活性汙泥工藝。
因此，在沉澱池中停留幾個小時後，水流入曝氣池，六個混凝土池每個都有數百萬加侖，底部縱橫交錯著空氣噴嘴。這些看起來像沸騰的棕色汙水的巨大水箱，正是你想象“汙水處理”時的樣子。但這並不是沸騰：正在發生的是曝氣，它提供氧氣，在氧氣存在的情況下，細菌喜歡吃糞便。“我們是蟲子飼養員，”林奇說。池中的細菌迅速繁殖，就像酸麵包的引子一樣。廢水提供食物，噴嘴提供氧氣，細菌感覺自己像在度假：除了呼吸、進食和繁殖，整天都有免費食物。
這個過程去除了水中所有有害的化學物質——除了硝酸鹽，硝酸鹽會滋養河流中的藻類。這些藻類會瘋狂繁殖然後死亡。“而分解會吸走河流中的所有氧氣，導致魚類死亡。所以現在我們要進入相同的池子，並在那裡設定牆壁，我們有不同的區域，我們在那裡刺激細菌做不同的事情”以去除氮。大約一天後，水會非常緩慢地流過二級沉澱池 2 天：十二個大型圓形水箱，每個水箱都和一個地上游泳池一樣大。“這裡非常安靜，”林奇說。“細菌會沉澱下來，形成我們所說的汙泥層”，汙泥層會沉到池底並被抽出。水透過水箱頂部的 V 型堰緩慢流出，此時水只有淡淡的黃色，沒有任何氣味。
我們將進入下一階段的水過濾，但此時更有趣的是汙泥的處理方式。大部分汙泥變成 RAS（迴流活性汙泥），並重新加入曝氣池中的新廢水中，為全新的處理反應提供引子。林奇說，細菌可以在迴圈中迴圈半打次，但最終它們會變成 WAS（廢棄活性汙泥）。在 WAS 流中，細菌會進入四個大型有蓋水箱，稱為好氧汙泥消化池，在這些水箱中，它們不再吃廢水中的營養物質，而是互相吞噬。我們爬上其中一個池子的頂部，並透過舷窗向內看：你幾乎可以聽到尖叫聲。好吧，其實沒有；它只是一個汙泥罐。“如果是好的汙泥，它就會有那種漂亮的棕色——它含有氧氣，而且這裡聞起來也不臭，”林奇說。如果它是黑色的，那就說明有些不對勁——它可能需要更多的氧氣。
林奇說，好氧消化實際上效率低下——因為它要花錢，因為工廠必須泵入氧氣；工廠希望轉換的厭氧消化則相反：它產生甲烷，工廠可以用它來發電，為泵和鼓風機提供動力；發電機產生的廢熱甚至可以幫助厭氧消化池保持細菌處於最佳的互相吞噬溫度。“現在有些工廠可以從甲烷中產生其全部電力需求，”他說。“他們不從電網中獲取任何能量。”
我們從消化池開車前往脫水大樓——就像在水處理廠一樣，汙水處理廠使用帶式壓濾機將水從汙泥的最後、蟲子吃蟲子的階段擠出。巨大的螺旋輸送機像工業麵包房中的攪拌機一樣，研磨著脫水物質的大塊。林奇遞給我一塊他們稱之為餅狀物的物質。它沒有任何氣味，感覺很像一英寸厚的橡膠，用於遊樂場裝置的橡膠。“別忘了洗手，”林奇說。
我們離開汙泥，回到水。一級處理是機械處理——沉澱；二級處理是生化處理——活性汙泥消化。三級處理結合了機械處理和光化學處理：水流到十二個深層砂濾池，去除剩餘的細顆粒。水清除的最後一道障礙是紫外線處理。我們走到一棟小型、低矮的混凝土建築前，林奇拉起一塊扁平的鋁片，露出一道 4 或 5 英尺寬的水道，水流暢地流過成排的綠色發光的紫外線燈。它們看起來很像熒光燈，但它們有自清潔機制，以保持清潔。“它不會殺死（病原體），”他談到這種光時說。“它只是擾亂了它們的 RNA。使它們失去生育能力。”他順便提到了過濾器和紫外線處理之間的一個開放式混凝土水道，其中有羅非魚在游泳。“它可以抑制浮萍，”他說。一旦有魚在你的處理過的汙水中游泳，你就會感覺你把工作做好了。
在紫外線建築後面，我們終於到達了成品：流出物，從十幾個紫外線通道中以強勁的弧形流入一條運河。水似乎有一點綠色，但當林奇裝滿一個小水瓶並舉起來時，它看起來非常清澈。然後我們開車前往終點線，在那裡流出物進入紐斯河。在那裡，在山腳下一個小小的綠色空地上，河流彎入一個海灣，靠近河岸的地方，一些水面氣泡洩露了地下管道的存在。林奇說，如果你不知道管道在哪裡，你可以沿著溯流的鰣魚找到它：“水溫暖且含氧量高”，所以魚喜歡它。
林奇說，河流是水自然應該去的地方。羅利的每一滴水都來自紐斯河流域，應該回到那裡。“我們所做的，”他說，“只是河流會做的事情。”也就是說，河流自然具有自我清潔能力，紐斯河在時間和距離足夠的情況下會吸收廢物。地面上的廢物會被雨水分散，水會被地球過濾，清潔後進入地下水系統；進入溪流的物質會被水浸透並下沉。“在岩石底部，有細菌生存，”他說，它們以廢物中的營養物質為食。“我們工廠發生的事情與溪流中發生的事情完全相同。這個過程正是從那裡來的。我們只是集中了它，”林奇說。“河流可能需要幾百英里才能完成我們幾天內完成的事情。”我們已經談論了 2 個小時的汙水處理——關於脫水餅狀物、砂礫篩網、活性汙泥和紫外線過濾器——突然間我明白了。
河流的作用和汙水處理廠的作用完全相同，直到第一次世界大戰前後，大多數人都沒有真正認為需要汙水處理廠。人們普遍認為，河流在某種程度上具有自淨能力，“解決汙染的辦法是稀釋”。但隨著人口的增加，尤其是在下游，稀釋不再能提供有效的解決方案。芝加哥人對他們著名的芝加哥河改道感到非常自豪，將他們的汙水排放到密西西比河，而不是排放到他們自己的密歇根湖水源中。正如預期的那樣，聖路易斯人民並不那麼高興。他們表達的不滿最終讓他們走到了最高法院。羅利本身也在 1940 年代後期被下游鄰居史密斯菲爾德起訴。史密斯菲爾德勝訴，1956 年羅利第一家汙水處理廠開業，每天處理 1200 萬加侖的汙水。目前的汙水處理廠於 1977 年取代了它；此後該廠進行了擴建，現在再次擴建。
羅利的汙水處理將受到氮的限制，而不是空間的限制。1995 年，北卡羅來納州根據當年的總量對氮含量設定了限制。1995 年，羅利的汙水處理廠向紐斯河排放了 130 萬磅的氮，目前其限額是該總量的 49%，即 676,496 磅。2007 年，該廠排放了 233,061 磅，是有史以來最低的總量。儘管如此，州政府規定的限額將繼續下降，羅利處理汙水的能力最終可能會達到氮磅的限制，而不是每天數百萬加侖的限制。
當然，現代汙水處理是一大福音，但它也帶來了一個新的問題。如果汙水處理如此有效，以至於水離開處理廠時幾乎可以飲用，那麼你該如何處理從汙水中清除的所有汙泥呢？自古雅典人以來，人們就一直在用汙水施肥，但現代美國人似乎不信任這個過程。早在 2006 年，當缺水的聖地亞哥考慮採取一項節水措施，將汙水處理廠的廢水重新引入水庫時——當然，城市的用水在使用前仍然會經過處理——《聯合論壇報》評論說，“你的金毛尋回犬可能會喝馬桶裡的水而不會產生不良影響。但這並不意味著人類也應該這樣做。”這種做法不會使水庫與密西西比河或紐斯河或任何其他將上游城市廢水排入的水源有任何不同（水務管理人員喜歡滔滔不絕地談論一個足夠用於討論的真實統計資料，即倫敦人喝泰晤士河水的時候，它已經在上游經過了七套腎臟；其他人則重複著關於新奧爾良和密西西比河的相同老調）。兩年後，聖地亞哥市長聲稱重複利用措施是浪費錢，並否決了它。市議會推翻了他的否決，但很明顯：即使在乾旱的西南部，人們也害怕廢水再利用。
（2008 年，當羅利推出一項透過重複利用紐斯汙水處理廠的廢水來節約用水的計劃時——僅將其輸送到大學、商業園區和鄉村俱樂部等大型使用者，並且僅用於灌溉——一些政客抵制了這一計劃。他們聲稱反對透過對再利用水收取較低的費用來“補貼”大型使用者。幸運的是，足夠多的人記得乾旱；該系統被建造了，使用了近十年前就具有遠見鋪設的管道。）
考慮到人們對經過高度處理的水感到如此牴觸，那麼到底該如何處理所有這些汙泥呢？紐約過去常常將其汙泥傾倒在遙遠的海洋中，這種做法並沒有比傾倒原始汙水好多少，直到 1992 年這種做法被取締，之後該市開始透過火車將汙泥運往德克薩斯州的垃圾填埋場。許多城市仍然將汙泥進行垃圾填埋處理。羅利選擇效仿密爾沃基的例子：其 90% 以上的汙泥被有益地再利用為生物固體（在全國範圍內，大約 50% 的汙泥被再利用）。羅利的一些汙泥在重力帶式壓濾機上濃縮，並直接作為 B 類生物固體應用於田地（根據美國環保署的說法，這種用途需要在田地和公眾之間設定緩衝區，並且不能用於人類食用的農作物）。近年來，其中一些過量地應用於汙水處理廠周圍的羅利農田；一系列不良做法導致汙水處理廠附近的地下水受到汙染，因此停止了這種做法，儘管該廠目前擁有國家生物固體合作伙伴關係的最高認證級別（NBP 是一個由三個全國性團體組成的非營利組織：兩個代表汙水處理行業，這可能不是生物固體實踐評估最客觀的來源，第三個是環境保護署，這可能是）。
一些初級汙泥被脫水並出售給一家堆肥公司，該公司對其進行處理，並將其作為更安全、經過更高處理的 A 類生物固體出售給農業產品公司。其餘的與石灰混合，石灰將其溫度升高到足以進行巴氏消毒的程度，並作為羅利的密爾沃基有機肥的改良版本羅利 Plus 出售給農場、機構和公眾。也許我會在我的草坪上用一些。沒有人知道它對地鼠有什麼影響。
轉載自 網格上：一塊土地、一個普通社群以及使我們世界運轉的系統，作者：斯科特·胡勒。© 2010 年，作者：斯科特·胡勒。經羅代爾公司許可，地址：賓夕法尼亞州埃莫斯 18098