在我国大力推进生态文明建设的背景下，黑臭水体治理已成为水环境整治的重点任务。据生态环境部数据显示，截至 2024 年底，全国城市建成区黑臭水体消除比例已达 98.7%，但部分河道仍存在 "反复黑臭" 难题，根源在于传统清淤方式难以彻底解决淤泥内源污染问题。水下清淤机器人作为智能装备的代表，正以其精准作业、环保高效的特性，成为黑臭水体治理的 "新主力"，推动清淤技术从 "粗放式" 向 "精细化" 转型。

黑臭水体治理的技术痛点与机器人应用优势

传统清淤技术的局限性

传统黑臭水体治理常采用干塘清淤、水力冲淤等方式，这些方法虽能在短期内改善水质，但存在显著弊端。干塘清淤需要抽干水体，不仅工程量大、成本高，还会破坏水生态系统；水力冲淤则可能导致淤泥扩散，加剧水体污染。更关键的是，传统方法难以精准控制清淤深度，容易残留污染底泥或过度清淤破坏河床，造成 "清淤 - 黑臭 - 再清淤" 的恶性循环。例如，某城市内河在 2023 年采用传统干塘清淤后，仅半年时间水质再次恶化，检测显示底泥中氨氮、总磷等指标仍超标 40% 以上。

环保水下清淤机器人的技术突破

环保水下清淤机器人通过融合多传感器技术与智能控制系统，实现了对黑臭水体治理的精准化作业。其核心优势体现在三个方面：一是环境适应性强，可在不排水的情况下直接潜入水体作业，避免对水生态的二次破坏；二是定位精度高，搭载的多波束声呐与惯性导航系统能实现厘米级定位，确保清淤范围精确可控；三是功能模块化，可根据不同淤泥特性更换作业工具，如绞刀头用于坚硬底泥，吸泥泵适用于稀软淤泥，实现 "因地制宜" 的清淤方案。

环保效益的量化对比

从环保指标来看，环保水下清淤机器人相比传统方式具有显著优势。某试点项目数据显示，使用机器人清淤后，底泥中有机物去除率达 65%-80%，重金属固化率超过 70%，而传统水力冲淤的有机物去除率仅为 30%-45%。在能耗方面，机器人作业的单位面积能耗比干塘清淤降低 60% 以上，且避免了传统方式中大量污水排放带来的处理成本。更重要的是，机器人作业可减少 90% 以上的人工参与，大幅降低安全事故风险，尤其适用于含有毒有害污染物的黑臭水体治理。

典型应用场景与实战案例分析

城市内河精细化清淤

在城市内河治理中，环保水下清淤机器人展现出对复杂环境的适应能力。以某河段为例，该河段存在 "窄、浅、弯" 的特点，且两岸建筑密集，传统大型清淤设备难以施展。环保科技公司采用自主研发的小型水下清淤机器人，通过声呐扫描构建河床三维模型，制定分层清淤方案：对表层 20cm 污染严重的淤泥采用负压抽吸，深层淤泥则用旋转绞刀破碎后输送。经过两个月作业，该河段底泥污染物负荷降低 75%，水质从劣 V 类提升至 IV 类，且作业过程中未对周边居民生活造成影响。

湖泊生态清淤与修复

在大型湖泊治理中，水下清淤机器人与生态修复技术的结合成为趋势。苏州阳澄湖在 2024 年启动的生态清淤工程中，采用 "机器人清淤 + 生物改良" 的组合方案：首先利用具有生态保护功能的清淤机器人，将含有蓝藻毒素的表层淤泥精准清除，避免毒素扩散；然后通过机器人搭载的播撒装置，向清淤后的底床投放微生物菌剂和水生植物种子，加速底质改良和生态系统重建。项目实施后，阳澄湖重点区域的藻密度下降 82%，透明度从 0.5m 提升至 1.2m，为湖泊生态系统的自我修复创造了条件。

工业废水池高危清淤

在工业领域的黑臭水体治理中，环保水下清淤机器人的安全性优势尤为突出。某化工园区的废水调节池因长期存储高浓度有机废水，池底沉积的淤泥含有苯系物、重金属等有毒物质，人工清淤风险极高。专业团队采用防爆型水下清淤机器人，通过远程操控完成清淤作业：机器人先利用机械臂清理大块杂物，再用密闭式吸泥系统将有毒淤泥输送至岸上的专用处理设备，整个过程实现 "零接触、零排放"。经检测，清淤后池底污染物浓度降至安全阈值以下，作业效率比传统人工清淤提升 10 倍以上，且未发生任何安全事故。

产业发展现状与面临的挑战

市场规模与企业布局

随着黑臭水体治理需求的释放，水下清淤机器人市场呈现快速增长态势。据《2024 年中国环保机器人产业报告》显示，我国黑臭水体治理专用水下机器人市场规模已从 2020 年的 8.5 亿元增长至 2024 年的 32.7 亿元，年复合增长率达 40.2%。目前市场形成三类企业竞争格局：一是传统环保装备企业，如碧水源、首创环保等，通过收购或合作进入机器人领域；二是专业机器人制造商，如广州洁特、深圳潜行创新，专注于水下机器人研发；三是跨界企业，如大疆创新利用无人机技术优势拓展水下机器人业务。

技术瓶颈与应用限制

尽管应用前景广阔，水下清淤机器人在黑臭水体治理中仍面临技术挑战：

传感器抗干扰能力不足：黑臭水体中悬浮物、有机物含量高，容易导致声呐、摄像头等传感器信号衰减，影响机器人对环境的感知能力；

动力与续航瓶颈：大型清淤机器人需要强大动力支持，但现有锂电池能量密度有限，难以满足长时间连续作业需求，而外接电缆又限制了作业范围；

智能化水平有待提升：目前多数机器人仍依赖人工远程操控，自主决策能力不足，在复杂工况下难以自适应调整清淤策略。

水下清淤机器人作为黑臭水体治理的创新工具，正通过技术进步和模式创新逐步克服应用障碍。随着智能化水平的提升和成本的下降，其在环保工程中的应用将更加广泛，为打赢碧水保卫战提供有力支撑。未来，需进一步强化技术创新、完善政策环境、培育市场生态，推动水下清淤机器人产业高质量发展，使其成为生态文明建设的重要技术力量。