7月的內蒙古烏海市，天藍地綠，樹木蔥蘢，湖光山色美不勝收。行走其間，讓人感受到這座工業城市生態環境發生的巨變。
由於受地質地貌、氣候條件和地區産業特點等因素影響，烏海市飽受工業煙塵、粉塵、揚塵污染。大氣污染成為制約該市經濟社會可持續發展的突出短板。
如今，空氣品質的顯著改善讓更多居民願意到戶外活動，公園裏、廣場上，每天鍛鍊健身的人絡繹不絕。
這一變化，離不開內蒙古自治區黨委、政府的高度重視。
2016年，內蒙古烏海及周邊地區大氣污染聯防聯控工作領導小組成立。內蒙古先後出臺了《關於加強烏海及周邊地區大氣污染聯防聯控工作意見》《關於全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的實施意見》等一系列政策文件。
2017年，內蒙古自治區科技廳組織開展專項研究，形成了《烏海及周邊地區大氣污染成因和污染控制對策報告》，列出了烏海及周邊地區大氣污染防治重大技術瓶頸清單。在此基礎上，圍繞烏海及周邊地區大氣污染源解析、煤矸石山自燃治理、焦化行業大氣污染控制、矸石山生態修復等重大技術瓶頸，內蒙古自治區科技廳部署重大專項“烏海及周邊地區大氣污染防治重大關鍵技術研究與示範”，強化生態環境保護能力保障體系。
2018年，內蒙古自治區啟動實施了“烏海及周邊地區大氣污染防治重大關鍵技術研究與示範”科技重大專項項目。該項目採取産學研用協同創新的科研組織模式，由內蒙古工業大學牽頭，聯合內蒙古科技大學、內蒙古廣納煤業(集團)有限責任公司、內蒙古蒙草種業科技研究院有限公司4家單位共同實施。
為保證項目的順利實施，還聘請了以中國工程院院士、北京大學教授張遠航教授為首的7位專家，組成諮詢專家組實地考察了煤焦化生産企業和矸石山等示範基地。專家組認為，項目的選題方向準確，找準了該區域大氣污染防治科技創新切入點；項目實施方案及技術路線可行，目標任務具體明確。在前期研究基礎上，開展技術攻關與示範，項目成果將對烏海及周邊地區大氣污染防治與生態修復起到積極引領示範作用。
2020年，烏海市中心城區環境空氣品質優良天數共計304天，較2019年同期增加8天，達標率83.1%，同比上升2.0%。
這一成績的得來，離不開科技的強大支撐。
由於，烏海及周邊地區普遍採用濕法熄焦技術，熄焦過程及其他工段均産生大量無組織排放的低濃度VOCs和其他污染物的煙氣，VOCs污染物工藝來源複雜、物質品種特性多樣、排放特徵多變，導致VOCs尾氣排放具有成分種類多、濃度低、通量大、危害大的特點。現有活性炭吸附、冷凝、富集燃燒等VOCs治理技術，已不適用於這些煙氣中非常規污染物的協同脫除，而這些非常規大氣污染物又是PM2.5形成的重要前驅體。
因此，“烏海及周邊地區大氣污染防治重大關鍵技術研究與示範”項目中，固廢製備多孔環保材料的物相與結構調控及其對多種污染物的協同脫除機制和固廢製備環保材料的表面疏水改性、復配、造粒技術成為該項目重點突破的技術瓶頸之一。
內蒙古工業大學博士生導師、“烏海及周邊地區大氣污染防治重大關鍵技術研究與示範”項目首席技術專家孫俊民説：“根據前期對烏海周邊主要大氣污染源的研究，該項目從煤矸石山自燃控制、非常規大氣污染物控制、生態修復三個方面精準發力，靶向治理，為內蒙古能源重化工地區大氣污染控制提供技術路徑。”
其中，非常規大氣污染物的控制，由內蒙古工業大學教授張永鋒帶領的課題組負責，取得了煤基固廢製備環保材料協同控制高溫工業煙氣非常規污染物技術成果。
前期，張永鋒帶領的課題組對焦化企業生産過程中各工段進行污染物排放源解析，明確焦化企業非常規污染物排放特徵及各環節臭氧生成潛勢，為高溫工業煙氣的低成本高效協同脫除技術提供理論基礎，為PM2.5和O3協同控制提供數據支援。
“煤基固廢在一定條件下轉化形成的硅基多孔材料，對VOCs、揮發性重金屬等多種非常規污染物具有強吸附作用，通過化學改性等方法增強其疏水和吸附性能，與其他材料復配後噴入工業煙氣中，再與生物濾池和袋式除塵工藝相結合，可以實現煙氣中多種污染物的低成本協同脫除；吸附飽和的硅基多孔材料利用細胞固定化技術再生後安全的用於生産生物肥料。”張永鋒告訴記者。
煤基固廢製備環保材料協同控制高溫工業煙氣非常規污染物技術，充分利用硅基多孔材料的強吸附特性，結合生物濾池、袋式除塵等工藝，通過固廢自身非晶相的結構轉化來抑制高溫工業煙氣非常規污染物，固廢製備環保材料的使用量低於2g/Nm³，反應式袋式除塵技術和生物多孔硅濾池處理技術比傳統脫除VOCs技術投資費用降低了30%以上，運作費用比傳統技術降低40%以上，是適合我國國情的低成本污染物協同控制技術。
該創新方法可以構建煤基固廢-環境材料-污染控制-生物肥料-生態修復的迴圈産業鏈，從而解決烏海及周邊地區現階段多污染物協同治理難題，為內蒙古煤基固廢的資源迴圈利用提供了新途徑，是貫徹落實以生態優先、綠色發展為導向的高品質發展新路子的生動實踐。
目前，內蒙古工業大學科研團隊已經在烏海廣納煤焦化有限公司建設了兩套高溫工業煙氣治理示範工程，並均已完成中試試驗。
一套是“年産100萬噸焦化企業凈化高溫工業煙氣非常規污染物配套10000Nm³/h反應式袋式除塵器協同凈化焦爐煙氣示範工程”。張永鋒介紹説：“10000Nm³/h反應式袋式除塵器協同凈化焦爐煙氣裝置對高溫焦爐煙氣中VOCs的脫除率大於83%，對苯、甲苯、萘和丙酮等典型VOCs的脫除率大於92%。課題組下一步工作的重點是優化設備工業化運作數據，並制定低成本協同控制非常規工業煙氣技術標準。”
另一套是“10000Nm³/h生物多孔硅濾池凈化濕熄焦煙氣示範工程”。
張永鋒介紹説：“10000Nm³/h生物多孔硅濾池凈化濕熄焦煙氣裝置選用濕式洗滌和生物多孔硅濾池兩種工藝單元組合進行處理，該示範裝置對濕熄焦煙氣中VOCs的脫除率大於90%，對氨氣和硫化氫的脫除率大於85%。”
烏海廣納煤焦化有限公司生産技術部部長孟憲利認為：“這項技術對企業來説非常必要，有利於企業為大氣污染防治工作做出應有貢獻。”
項目實施近3年，已建立起2萬立方米左右自燃矸石山滅火示範工程、每小時1萬標準立方米煙氣量高溫工業煙氣非常規污染物協同控制示範工程和550畝荒漠化區域生態修復示範工程，形成了以固廢資源迴圈利用控制烏海及周邊地區重點污染源大氣污染的成套技術，為我區生態環境治理提供了固廢迴圈利用-污染控制-生態修復的新模式。
