国内的绝大多数污水厂设计时都只考虑晴天的污水量。而实际上，污水厂在雨天运行时由于初期雨水和截流污水的原因，往往水量激增，造成超负荷运行。
为缓解雨天的污水处理运行问题，这次戚墅堰污水处理厂三期工程参照国外污水厂的设计经验，在设计之初就考虑了如何提高污水厂应对雨天冲击负荷的能力。其中最关键的就是增加了加砂沉淀池工艺。加砂沉淀池是法国开发的一项专利技术，同样占地面积，其处理污水的能力是普通沉淀池的2-3倍。处理后的雨水和污水厂主工艺处理后的尾水混合后排放，这就是污水厂的雨天运行模式。
另外，该工程还运用“海绵城市”建设的理念，对厂区的地坪、绿化和雨水排放系统进行改造，让雨水能优先排入下凹的绿地，确保道路和建筑的安全。同时，还实施了进行雨水净化处理的改造，经过净化的雨水还能储存起来，用于绿化浇灌等，实现可持续的绿色排水。
