7月的内蒙古乌海市，天蓝地绿，树木葱茏，湖光山色美不胜收。行走其间，让人感受到这座工业城市生态环境发生的巨变。
由于受地质地貌、气候条件和地区产业特点等因素影响，乌海市饱受工业烟尘、粉尘、扬尘污染。大气污染成为制约该市经济社会可持续发展的突出短板。
如今，空气质量的显著改善让更多居民愿意到户外活动，公园里、广场上，每天锻炼健身的人络绎不绝。
这一变化，离不开内蒙古自治区党委、政府的高度重视。
2016年，内蒙古乌海及周边地区大气污染联防联控工作领导小组成立。内蒙古先后出台了《关于加强乌海及周边地区大气污染联防联控工作意见》《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见》等一系列政策文件。
2017年，内蒙古自治区科技厅组织开展专项研究，形成了《乌海及周边地区大气污染成因和污染控制对策报告》，列出了乌海及周边地区大气污染防治重大技术瓶颈清单。在此基础上，围绕乌海及周边地区大气污染源解析、煤矸石山自燃治理、焦化行业大气污染控制、矸石山生态修复等重大技术瓶颈，内蒙古自治区科技厅部署重大专项“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”，强化生态环境保护能力保障体系。
2018年，内蒙古自治区启动实施了“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”科技重大专项项目。该项目采取产学研用协同创新的科研组织模式，由内蒙古工业大学牵头，联合内蒙古科技大学、内蒙古广纳煤业(集团)有限责任公司、内蒙古蒙草种业科技研究院有限公司4家单位共同实施。
为保证项目的顺利实施，还聘请了以中国工程院院士、北京大学教授张远航教授为首的7位专家，组成咨询专家组实地考察了煤焦化生产企业和矸石山等示范基地。专家组认为，项目的选题方向准确，找准了该区域大气污染防治科技创新切入点；项目实施方案及技术路线可行，目标任务具体明确。在前期研究基础上，开展技术攻关与示范，项目成果将对乌海及周边地区大气污染防治与生态修复起到积极引领示范作用。
2020年，乌海市中心城区环境空气质量优良天数共计304天，较2019年同期增加8天，达标率83.1%，同比上升2.0%。
这一成绩的得来，离不开科技的强大支撑。
由于，乌海及周边地区普遍采用湿法熄焦技术，熄焦过程及其他工段均产生大量无组织排放的低浓度VOCs和其它污染物的烟气，VOCs污染物工艺来源复杂、物质品种特性多样、排放特征多变，导致VOCs尾气排放具有成分种类多、浓度低、通量大、危害大的特点。现有活性炭吸附、冷凝、富集燃烧等VOCs治理技术，已不适用于这些烟气中非常规污染物的协同脱除，而这些非常规大气污染物又是PM2.5形成的重要前驱体。
因此，“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”项目中，固废制备多孔环保材料的物相与结构调控及其对多种污染物的协同脱除机制和固废制备环保材料的表面疏水改性、复配、造粒技术成为该项目重点突破的技术瓶颈之一。
内蒙古工业大学博士生导师、“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”项目首席技术专家孙俊民说：“根据前期对乌海周边主要大气污染源的研究，该项目从煤矸石山自燃控制、非常规大气污染物控制、生态修复三个方面精准发力，靶向治理，为内蒙古能源重化工地区大气污染控制提供技术路径。”
其中，非常规大气污染物的控制，由内蒙古工业大学教授张永锋带领的课题组负责，取得了煤基固废制备环保材料协同控制高温工业烟气非常规污染物技术成果。
前期，张永锋带领的课题组对焦化企业生产过程中各工段进行污染物排放源解析，明确焦化企业非常规污染物排放特征及各环节臭氧生成潜势，为高温工业烟气的低成本高效协同脱除技术提供理论基础，为PM2.5和O3协同控制提供数据支持。
“煤基固废在一定条件下转化形成的硅基多孔材料，对VOCs、挥发性重金属等多种非常规污染物具有强吸附作用，通过化学改性等方法增强其疏水和吸附性能，与其他材料复配后喷入工业烟气中，再与生物滤池和袋式除尘工艺相结合，可以实现烟气中多种污染物的低成本协同脱除；吸附饱和的硅基多孔材料利用细胞固定化技术再生后安全的用于生产生物肥料。”张永锋告诉记者。
煤基固废制备环保材料协同控制高温工业烟气非常规污染物技术，充分利用硅基多孔材料的强吸附特性，结合生物滤池、袋式除尘等工艺，通过固废自身非晶相的结构转化来抑制高温工业烟气非常规污染物，固废制备环保材料的使用量低于2g/Nm³，反应式袋式除尘技术和生物多孔硅滤池处理技术比传统脱除VOCs技术投资费用降低了30%以上，运行费用比传统技术降低40%以上，是适合我国国情的低成本污染物协同控制技术。
该创新方法可以构建煤基固废-环境材料-污染控制-生物肥料-生态修复的循环产业链，从而解决乌海及周边地区现阶段多污染物协同治理难题，为内蒙古煤基固废的资源循环利用提供了新途径，是贯彻落实以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子的生动实践。
目前，内蒙古工业大学科研团队已经在乌海广纳煤焦化有限公司建设了两套高温工业烟气治理示范工程，并均已完成中试试验。
一套是“年产100万吨焦化企业净化高温工业烟气非常规污染物配套10000Nm³/h反应式袋式除尘器协同净化焦炉烟气示范工程”。张永锋介绍说：“10000Nm³/h反应式袋式除尘器协同净化焦炉烟气装置对高温焦炉烟气中VOCs的脱除率大于83%，对苯、甲苯、萘和丙酮等典型VOCs的脱除率大于92%。课题组下一步工作的重点是优化设备工业化运行数据，并制定低成本协同控制非常规工业烟气技术标准。”
另一套是“10000Nm³/h生物多孔硅滤池净化湿熄焦烟气示范工程”。
张永锋介绍说：“10000Nm³/h生物多孔硅滤池净化湿熄焦烟气装置选用湿式洗涤和生物多孔硅滤池两种工艺单元组合进行处理，该示范装置对湿熄焦烟气中VOCs的脱除率大于90%，对氨气和硫化氢的脱除率大于85%。”
乌海广纳煤焦化有限公司生产技术部部长孟宪利认为：“这项技术对企业来说非常必要，有利于企业为大气污染防治工作做出应有贡献。”
项目实施近3年，已建立起2万立方米左右自燃矸石山灭火示范工程、每小时1万标准立方米烟气量高温工业烟气非常规污染物协同控制示范工程和550亩荒漠化区域生态修复示范工程，形成了以固废资源循环利用控制乌海及周边地区重点污染源大气污染的成套技术，为我区生态环境治理提供了固废循环利用-污染控制-生态修复的新模式。
