“水下有紅菱，水邊蘆葦青，水底魚(yú)蝦肥”，一曲《太湖美》令人心馳神往。近年來(lái)，在各方協(xié)力整治之下，素有長(zhǎng)三角“母親湖”之名的太湖重現(xiàn)碧波萬(wàn)頃。去年，太湖水質(zhì)藻情更是達(dá)到2007年以來(lái)最好水平。

    太湖的生態(tài)清淤工作是一項(xiàng)持續(xù)的工程。2024年3月，新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程開(kāi)工，專為該工程設(shè)計(jì)的世界首創(chuàng)、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生態(tài)清淤智能化一體平臺(tái)船 

“太湖之星”投入使用。湖泊清淤，不再是人們印象中依賴人工、耗時(shí)漫長(zhǎng)的工程，“智能、綠色、高效”已成為新一代清淤船的關(guān)鍵詞。

    湖面上的“移動(dòng)工廠”

    底泥清淤是太湖治理的關(guān)鍵舉措，可以降低底泥中的氮磷總量、抑制藍(lán)藻暴發(fā)，從而有效削減太湖的內(nèi)源污染。此次開(kāi)工的新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程，覆蓋28.9平方公里的清淤面積，清淤工程量約834.10萬(wàn)立方米，這相當(dāng)于一次性填滿4200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池的體積，也達(dá)到了太湖歷來(lái)的清淤工程量之最。

    4月初的暖陽(yáng)下，太湖碧波蕩漾，貨輪游船往來(lái)穿梭。在離岸約4公里的水面上佇立著2艘80多米長(zhǎng)、并肩相連的大船——除雜調(diào)節(jié)船“太湖之星1號(hào)”和脫水減容船“太湖之星2號(hào)”。不遠(yuǎn)處，56米長(zhǎng)的新型智能環(huán)保清淤船“太湖浚清1號(hào)”正在作業(yè)過(guò)程中。這三艘船串聯(lián)一體、各司其職，共同組成了生態(tài)清淤智能化一體平臺(tái)船——“太湖之星”。

    “太湖之星”生態(tài)清淤智能化一體平臺(tái)船由中交天航局自主設(shè)計(jì)研發(fā)，是國(guó)內(nèi)首次將淤泥固化所需的料劑投放系統(tǒng)、板框壓濾系統(tǒng)“搬運(yùn)”到水面上。

    “以往，湖泊清淤需要在陸地上設(shè)脫水處理廠，將底泥運(yùn)輸?shù)疥懙厣线M(jìn)行脫水和無(wú)害化處理，占用土地資源大、周期長(zhǎng)，還有泄漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)土地生態(tài)環(huán)境造成影響。此次作業(yè)的‘太湖之星’，則成為了一個(gè)湖面上的‘移動(dòng)工廠’，有了這一平臺(tái)，至少可以減少淤泥固化場(chǎng)地300畝�！敝薪惶旌骄秩A東公司太湖項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李大偉向我們介紹。

    跟隨工作人員，從太湖北岸的碼頭登船，經(jīng)過(guò)20分鐘左右的航行，便登上了“太湖之星1號(hào)”的平臺(tái)。遠(yuǎn)處，清淤船的新型環(huán)保絞刀正在不斷將污染底泥“挖吸”上來(lái)，再通過(guò)管道輸送到太湖之星1號(hào)和2號(hào)進(jìn)行處理。

    “疏浚濃度是衡量絞吸船效率的重要指標(biāo)。利用我們自主研發(fā)的環(huán)保絞刀和自動(dòng)變頻系統(tǒng)，‘太湖之星’的疏浚濃度可以達(dá)到50％以上，是普通絞吸船的3倍，即抽出的一立方泥漿中含泥量能占到一半以上，每日清淤可達(dá)5000立方米�！碧�湖項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理張磊介紹。

    “智能大腦”助力高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)

    智能化系統(tǒng)的加持，讓清淤的工藝流程大大提效。在太湖之星1號(hào)平臺(tái)，只見(jiàn)從清淤船輸送過(guò)來(lái)的泥漿分別通過(guò)除雜系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、容量分別為1000立方米的泥漿池和調(diào)蓄池進(jìn)行處理。

    傳統(tǒng)作業(yè)方式下，泥漿水傳送到分級(jí)沉淀池后要沉淀一段時(shí)間，同時(shí)人工投放料劑也不夠精細(xì)，從清淤到固化成泥餅，一套流程要花3－4小時(shí)。現(xiàn)在在氣動(dòng)泵送系統(tǒng)的加持下，調(diào)蓄池能夠通過(guò)傳感器識(shí)別泥漿濃度，自動(dòng)匹配泥漿需要的藥劑量，避免藥劑的不足或浪費(fèi)的情況，整個(gè)流程只需2個(gè)小時(shí)左右。

    經(jīng)過(guò)除雜調(diào)節(jié)處理的泥漿，將會(huì)再輸送到與太湖之星1號(hào)緊密相連的太湖之星2號(hào)船。在太湖之星2號(hào)平臺(tái)上，安放著16臺(tái)板框壓濾機(jī)、泥餅輸送系統(tǒng)，機(jī)器雖體積龐大，但近距離感受，作業(yè)聲音僅50分貝左右。“壓濾、脫水的全程是物理性質(zhì)，類似于農(nóng)家‘壓豆油’的過(guò)程，不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污染。經(jīng)過(guò)處理后的泥餅在干化后可做有機(jī)肥、回填礦坑或制磚等無(wú)害化利用�！睆埨谡f(shuō)。

    走進(jìn)位于太湖之星2號(hào)平臺(tái)的智能控制中心室，3個(gè)屏幕實(shí)時(shí)反映各個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)場(chǎng)景以及工藝流程參數(shù)等數(shù)據(jù)，一名工作人員在監(jiān)控或調(diào)整參數(shù)。

    太湖清淤工程一體化監(jiān)控平臺(tái)

    “智能化系統(tǒng)為我們的工作流程帶來(lái)了很大的改善�！痹撈脚_(tái)船船長(zhǎng)竇光才表示，借助一體化監(jiān)控平臺(tái)這一“智能大腦”，能實(shí)現(xiàn)對(duì)船上各項(xiàng)功能的遠(yuǎn)程操控和監(jiān)測(cè)，甚至無(wú)人化自動(dòng)作業(yè)。他展示了結(jié)合了北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的“船舶調(diào)度管理”平臺(tái)，“在我們的作業(yè)區(qū)間，每天都有各種運(yùn)輸船、交通船、錨艇在太湖上航行，現(xiàn)在我們能從系統(tǒng)上看到船只的位置，一旦偏離航道，系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警�！�

    “以前清淤船作業(yè)高度依賴人工，工作人員要眼觀六路耳聽(tīng)八方，勞動(dòng)強(qiáng)度特別大，效率也不高�，F(xiàn)在我們采用了這套智能系統(tǒng)，僅需3人即可操作全船的功能，可以避免人工操作的短板，用智能化程序減少人員操作的誤差，實(shí)現(xiàn)挖泥作業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)�！崩畲髠ケ硎�。

    在綠色低碳上更進(jìn)一步

    將生態(tài)清淤、除雜調(diào)節(jié)等全流程工藝全部“搬”到水面上，是世界首創(chuàng)，少有案例可以借鑒。2022年9月起，中交天航局研發(fā)團(tuán)隊(duì)正式投入“太湖之星”項(xiàng)目，研發(fā)周期、建造周期都是僅有幾個(gè)月的流程，時(shí)間緊、任務(wù)重，要攻克的技術(shù)難點(diǎn)也有很多。

    “在研發(fā)中，我們遇到的一個(gè)難點(diǎn)，就是‘太湖之星’作為集成化的平臺(tái)，如何在保證功能的同時(shí)，還能符合航道運(yùn)輸?shù)南拗�。為了確定船舶的長(zhǎng)、寬、高，團(tuán)隊(duì)對(duì)船上的每一臺(tái)設(shè)備、每一個(gè)零部件都經(jīng)歷了上百次試驗(yàn)�！被貞洝疤�湖之星”的誕生過(guò)程，張磊頗有感觸。 

    “我們選定的航道要經(jīng)歷106座橋、2個(gè)閘，在正式運(yùn)輸?shù)那皟蓚�(gè)月，我們每天都要測(cè)量航道的數(shù)據(jù)，因?yàn)樘鞖�、雨水的變化，都�?huì)對(duì)調(diào)遣設(shè)備造成影響。最終，‘太湖之星’的通航尺度達(dá)到了整個(gè)運(yùn)河流域的記錄�！�

    疏浚設(shè)備和工程船是疏浚作業(yè)的核心，如何在日復(fù)一日的作業(yè)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，是擺在科研人員面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。“太湖的治理是長(zhǎng)期的，如何繼續(xù)推動(dòng)疏浚裝備在清潔化、智能化的道路上繼續(xù)前進(jìn)，是我們高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)�！崩畲髠ケ硎尽�

    李大偉說(shuō)，“為了實(shí)現(xiàn)綠色低碳，‘太湖之星’采用了油電結(jié)合的雙動(dòng)力系統(tǒng)，可以根據(jù)不同工況采用不同動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，提供接入10KV（千伏）岸電和自身配備燃油發(fā)電機(jī)組雙供電模式。目前，我們正在進(jìn)行岸電布設(shè)，目標(biāo)是將岸電的供電比例提升到70％，降低柴油發(fā)電的比例，減少碳排放。這是我們現(xiàn)階段正在攻克的難題之一。”

    “此外，在現(xiàn)有技術(shù)下，對(duì)于泥漿經(jīng)處理產(chǎn)生的泥餅，我們也在探索新的資源化利用方式。比如回填到農(nóng)田進(jìn)行養(yǎng)殖，用于建筑物、路基的施工，或參與陶、磚等材料的燒制……下游的淤泥土的資源化再利用怎么來(lái)做？我們也在和江蘇的科研院所合作研究，希望未來(lái)能拿出更多綠色、環(huán)保的解決方案�！崩畲髠フf(shuō)。（上游新聞 中國(guó)污水處理工程網(wǎng)）