一场小雪过后的骆驼山虽略显荒芜,但山坡上被雪覆盖的草层依然松软。放眼眺望,不远处就是乌海市的一处露天矿区。
曾几何时,骆驼山矿区贫瘠干旱,加之过度采伐,是典型的生态荒漠区。
“夏天这里可美了!”站在山坡低处,内蒙古工业大学自治区煤基固废高效循环利用科技创新团队带头人张永锋教授给记者翻看着手机里红娇绿软的美景。这里生态恢复使用的是生物肥料,煤基固废循环利用链条上制成的多孔硅保水缓释土壤改良剂材料不仅保水、保肥,还有助于作物增产,且不排放废气、不造成二次污染。
“资源有限,创新无限。”
在内蒙古工业大学自治区煤基固废高效循环利用科技创新实验室的外墙上,这8个大字十分醒目。
“多年深入厂矿区,我们深刻认识到化工科研更应面向实际需求,破解发展瓶颈。”孙俊民、张永峰带领这支以80后、90后为主的青年队伍,常年活跃在厂矿一线,通过他们手中科技魔法棒的点拨,固废污染源煤矸石、粉煤灰,摇身一变成为治理污染的纳米微孔材料、环保肥料、预制型橡胶跑道面层材料……
在张永锋展示的技术路线图上,以环境材料制备及PM2.5污染控制、新型功能化工填料和微生物环境技术为3条主线,构建了一条将煤基固废资源吃干榨净的高效转化与循环闭合的技术链。
奋斗是青春最厚重的底色。这条漫长的攻坚之路,背后是不为人知的艰辛汗水和甘坐冷板凳10余年的坚持坚守。
张永锋清楚地记得,2017年8月的一天,呼和浩特烈日炎炎,暑期的内蒙古工业大学校园沉静寂寥。
在学校东南隅一座古朴的红色砖瓦结构建筑里,团队几位核心成员齐聚,他们蹙眉思索,时而进行一阵讨论。
为贯彻落实自治区在乌海及周边地区大气污染联防联控工作领导小组会议上的要求,团队带头人孙俊民和张永锋接受自治区科技厅布置的“乌海及周边地区大气污染成因与控制对策研究”任务,组织协同攻关。
时间紧,任务重。孙俊民和张永锋带领团队多次赴乌海,深入实地调查研究,下企业到现场,经过2个多月实地调研和整理,掌握了第一手详细资料,彻底摸清该地区大气污染的主要成因:煤层和矸石山自燃以及焦化等行业无组织排放工业烟气和挥发性有机物等非常规气体污染物。
2018年,自治区科技重大专项“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”启动,“废固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”成为亟需重点突破的技术瓶颈之一。
实验室里,快马加鞭,夜以继日。
张永锋曾多次研究脱硅产物的物理性质和化学结构。“电镜下的吸附材料有时呈蜂窝状,有时呈纤维状,还有时为片状、管状,在不同条件下,这些结构还可以转化。”这些发现给了他灵光一现的启示,“是否可以通过条件控制,制备出不同形貌的环保吸附材料?”
通过性能测试,一些发现初见端倪——蜂窝状的材料具有很强的吸附性能,可用作吸附材料;纤维状的片状材料可用作功能填料,而管状的可用作催化剂载体……张永锋异常兴奋,这预示着煤基固废完全可能生产吸附材料、功能填料和催化剂载体等高附加值产品,为废固循环利用开辟一条新的路径。
2019年,一项利用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,在乌海广纳煤焦化有限公司进行示范。
接下来,团队利用细胞固定化技术再生硅基多孔材料,使回收后的硅基多孔材料变身安全的生物肥料,用于生态环境修复和治理。这样,整套创新方法就构建了“煤基固废-环境材料-污染控制-生物肥料-生态修复”的闭合循环产业链。
土壤、大气、水域是一体化的完整生态体系,如何从局部治理转向全面治理?
在企业成功示范的基础上,团队思考着乌海及周边地区大气污染深度精准治理的问题。
继续秉承“以废治废”的理念,团队组织国内外科研院所成功制备抑制矸石自燃的封堵材料、生态修复材料,分别建立2万立方米左右自燃矸石山灭火、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和550亩荒漠化区域生态修复示范工程,形成固废资源循环利用的成套技术示范。
多年拼搏奋斗,团队的创新成果在废固利用领域全面开花,不仅取得一批原创技术、获得多项发明专利,还形成回归自然的理念与技术模式,用科技之剑打响了蓝天碧水保卫战。