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團隊介紹： “鏈固”數據庫系統團隊依托西安電子科技大學網絡與信息安全學院，學院為中央網絡安全與信息化領導小組成立之后全國第一個獨立運行的網絡與信息安全學院，2017 年以總成績排名第一的成績獲得了由中央網信辦和教育部聯合評選的“國家一流網絡安全學院建設項目示范高校”稱號，2021 年獲評國家網絡安全先進集體。學院同時建有大數據安全教育部工程研究中心、陜西省網絡與系統安全重點實驗室等重要的科研平臺。 項目概況 （一）項目背景 隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術快速發展，數據呈現爆炸式增長，數據資源成為了關鍵生產要素，是數字經濟發展的 “新能源”。數據中心建設已成為大勢所趨，世界主要國家和企業紛紛開啟數字化轉型之路。 數據安全關系國家安全。數據庫系統作為數據存儲、管理、加工的基礎和支撐軟件，其安全性與高效性對發展數據中心等新型基礎假設，探索以數據為關鍵要素的新增長方式具有重大意義，是數字經濟國家戰略的重要支撐。然而，當前數據庫存在的數據難以確權，儲存單點失效，數據難以共享，數據容易造假，難以操作溯源，數據易篡改等問題。項目組采用 “區塊鏈+傳統數據庫”雙層架構作為突破口，設計開發的自主知識產權的 “鏈固”區塊鏈數據庫系統，搶先進入該領域，相關技術填補了該領域的空白，符合國家的戰略需求，在政務、公安、機要、金融、醫療等領域應用前景。 （二）項目簡介 “鏈固”區塊鏈數據庫系統，采用基于分布式對等網絡的“區塊鏈+傳統數據庫”的雙層架構、基于 Raft 和可驗證隨機函數的安全高效共識協議、基于共識機制的節點間數據互檢以及基于滑動窗口的區塊數據保存機制，實現了兼顧安全和效率的區塊鏈數據庫系統，提供了可信的數據服務，支撐數據進入資本市場，賦能數字經濟。系統實現上核心算法全部做到自主可控，密碼學相關算法全面采用國密算法，支持國產CPU FT-2000 系列在內的多款 CPU，支持國產操作系統銀河麒麟、中標麒麟在內的多款操作系統。項目已成功應用于中電福富審計系統和中國航天科技集團第九研究院 771所的“云腦”項目。 （三）關鍵技術 本項目圍繞區塊鏈和數據庫安全和效率進行研究，突破了如下四項關鍵技術： 1.設計了基于分布式對等網絡的雙層數據庫系統結構，解決了傳統數據系統存在單點失效的問題，建立了基于B+樹高效的索引結構，突破了傳統區塊鏈架構查詢性能低下的瓶頸。 2.提出了基于Raft和可驗證隨機函數的安全高效共識協議，實現了不完全可信環境下分布式數據庫系統記賬節點的高效安全選取，滿足了海量數據高并發業務對數據高效安全同步的需求。 3.提出了基于共識機制的高效數據自檢和互檢協議，通過雙層數據庫架構中頂層和底層的相互聯動，實現了數據周期性的防篡改檢查和錯誤修復，滿足了企業對敏感數據可信存儲的需求。 4.提出了模塊化可配置的系統架構，實現了系統功能的可定制和可擴展，滿足不同業務場景差異性的安全需求，降低了企業在實際部署過程中的成本。

我國每年農林固廢、城市廚余垃圾等生物質固廢中近 60%被焚燒 或隨意處置，嚴重污染環境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大 學生物質資源化工程中心多年來致力于以生物質固廢為原料生產有 機肥系列技術的研究應用，獲得了高效降解木質纖維素、淀粉、蛋白 質、油脂等的細菌、放線菌和真菌，構建了微生物菌種庫和系列化菌 劑；開發了可在 5-15 天內將生物質固廢轉化為有機肥料和富含有益 微生物的生物有機肥生產工藝及系列化產品；自主設計研發了以布爾瑪金式攪拌裝置為基礎的微生物發酵裝置，開發了系列化的微生物好 氧/厭氧發酵裝置。 本項目已申請國家專利 50 項，其中授權發明專利 10 項、實用新 型專利 5 項；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項目有關技 術已被深圳芭田公司、天津百利陽光公司應用，近三年產生了顯著的 經濟、社會和環境效益；本項目已獲得 2017 年中國產學研合作創新 成果一等獎。

我國每年農林固廢、城市廚余垃圾等生物質固廢中近 60%被焚燒或隨意處置，嚴重污染環境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大學生物質資源化工程中心多年來致力于以生物質固廢為原料生產有機肥系列技術的研究應用，獲得了高效降解木質纖維素、淀粉、蛋白質、油脂等的細菌、放線菌和真菌，構建了微生物菌種庫和系列化菌劑；開發了可在 5-15 天內將生物質固廢轉化為有機肥料和富含有益微生物的生物有機肥生產工藝及系列化產品；自主設計研發了以布爾 瑪金式攪拌裝置為基礎的微生物發酵裝置，開發了系列化的微生物好氧/厭氧發酵裝置。 本項目已申請國家專利 50 項，其中授權發明專利 10 項、實用新型專利 5 項；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項目有關技術已被深圳芭田公司、天津百利陽光公司應用，近三年產生了顯著的經濟、社會和環境效益；本項目已獲得 2017 年中國產學研合作創新成果一等獎。

項目背景及主要用途： 有機固體廢棄物主要包括城市生活垃圾、規模化養殖場畜禽糞便、秸稈、城 市污泥等。其產生量巨大，且有機質含量高,若直接排放，將對環境造成嚴重污 染。對有機固體廢棄物的處理迫在眉睫。而厭氧發酵實現了有機固體廢棄物到清 潔能源的轉換,符合國家倡導的廢棄物減量化、資源化、無害化資源化處理的要 求，實現了環境與能源雙贏的局面。 技術原理與工藝流程簡介： 該技術采用混合物料厭氧發酵，對基質性質進行調節，提高系統運行穩定性 154天津大學科技成果選編 155 和效率，對有機固廢進行無害化和資源化處理，建立實時監測和預警系統，保障 工藝系統安全運行。 技術特點： （1）反應裝置停留時間短 （2）沼氣產量高 （3）充分回收生物質能 已有示范工程：市政污泥與餐廚垃圾發酵示范工程（深圳） 應用領域： 該技術適用于污水處理廠剩余污泥、有機固體廢棄物、農業廢棄物的處理。 

1 成果簡介利用水源熱泵實現污水廠出水中低品位熱能的回收， 并為污泥高溫或中溫厭氧消化供應熱源。污水處理廠產生的污泥經機械濃縮至含固率 12%以上，經過 60℃水解后進入厭氧反應器進行高溫厭氧消化，生成沼氣（見圖 1）。沼氣經收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通過機械脫水、干化等一系列過程后獲得干化污泥，可用作優質肥料原料或覆蓋土。該方法及系統可以顯著實現污泥的穩定化和減量化，為污泥后續的減量化和資源化處置提供基礎，污水廠內部水、熱、能的優化配置，污水廠整體能耗降低 20%以上，而整體投資也比傳統 的污泥消化+干化節省 20%以上。 圖 1 工藝流程圖2 應用說明工藝采用了污水源熱泵和高固污泥厭氧消化技術，涉及了清華大學的 5 項專利技術。傳統污泥消化（含固率 3-5%） +干化工藝相比，它的優點是：消化污泥濃度高，反應器體積可以縮短 40%以上；耗熱量減少 40%以上；有機物降解率較高；適合處理有機物含量較低的污泥；處理后污泥的衛生條件好；操作簡便，易控制。研究是在 863 課題和科技支撐項目的資助下完成，歷史 6 年。目前在我國南方的污水廠已經完成中試（ 圖 2）。中試系統實際運行取得的主要參數如下： 進泥 VSS/SS=0.57，停留時間 28d，進泥含固率 12%時，污泥的平均 VSS 去除率達到48.2%；若將所產沼氣用于污泥干化，可獲得含水率 55%的污泥。  圖 2 建成的中試系統3 應用說明有機物含量 40%以上的污泥以及相似有機物料的厭氧消化。4 效益分析系統投資（熱泵+污泥消化+干化）大約為 18 萬元/噸污泥（ 80%含水率），運行費 110元/噸污泥（ 80%含水率）左右。5 合作方式技術轉讓或者聯合推廣。

近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊與上海交通大學鄔劍波教授以及中科大工程學院倪勇教授等開展多方合作，提出并設計了一種利用原位ChemTEM方法定量研究共組裝納米線之間的固相離子遷移過程的新策略（圖1）。相關成果發表在《美國化學會志》雜志上。

本技術創新利用廉價有機固廢快速改良灘涂土壤，增加灘涂土壤的有機質。一方面，將有機固廢進行資源化利用，減少了有機固廢焚燒帶來的 C 排放；另一方面，為灘涂土壤快速改良提供了一條新的途徑。應用廉價有機固廢實現灘涂土壤 3-5 年即可種植農作物。

在河湖航道疏浚、吹填圍墾、冶金及水利電力等行業中，泥砂、礦石、煤炭、灰渣或其它固體物料的管道水力輸送是相關工程的重要環節，消耗了動力裝置絕大部分功率，是決定生產功效的重要因素。在教育部“211”工程和中荷水利教育與科研國際合作項目的支持下，河海大學常州校區建成了國內一流的大型疏浚泥泵與泥沙輸送實驗臺。實驗臺由315kW西門子變頻驅動裝置、耐磨砂礫泵、泥沙注入和回收裝置、管道系統、汽蝕裝置，以及參數測量與計算機數據采集系統等組成。高精度電磁流量計、差壓傳感器、放射線密度計等測量儀器設備

本技術針對高含水有機固廢提出無需干化、直接陰燃的技術路線，從原理上克服了低熱值固廢焚燒處置的技術劣勢。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 我國城鎮有機固廢具有高含水率、低熱值的特點，傳統的焚燒處置技術往往能耗高、投資大，難以推廣應用。本技術針對高含水有機固廢提出無需干化、直接陰燃的技術路線，從原理上克服了低熱值固廢焚燒處置的技術劣勢。

一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 南開大學（天津市生物質類固廢資源化技術工程中心）的“生物質固廢資源化技術研發及應用”項目屬于生物質固體廢棄物處理處置領域（環境保護專業）。該項目成果經天津市科學技術評價中心組織的以院士為主任的鑒定委員會鑒定，結論是“該項目達到國際領先水平”。 1、主要研究內容 （1）開發了可降解生物質固廢（園林綠化垃圾、秸稈、禽畜糞便等）的微生物菌劑和除臭技術，可將生物質固廢在5-10天內快速轉化為復合微生物有機肥，其各項指標均達到或優于國家農業部標準（NY525-2012、NY884-2012）。 （2）研發的酵母菌劑能有效利用玉米芯、秸稈等農業固廢，通過生物發酵技術提高了飼料中蛋白含量并改善飼料適口性。 （3）開發了能在6小時內將廚余垃圾減量化80%以上的無臭降解技術，該技術達到國際領先水平。 （4）開發了新型設施化蚯蚓養殖技術及裝置，有效提高蚯蚓養殖效率，提高蚯蚓品質，降低人力成本。 （5）設計功能化離子液體用于提取秸稈、園林綠化垃圾等生物質固廢中纖維素，以及離子液體催化水解纖維素生產化工基礎原料5-羥甲基糠醛。 （6）研發了多種基于生物質的防結焦、防結渣添加劑和清潔燃料，開發了生物質鍋爐系統，有效降低 SO2的排放。 （7）根據微生物降解菌群及酵母菌群的生長、代謝特征，開發了基于太陽能技術的生物反應裝置，大幅提升了資源利用效率。 2、經濟社會效益 本項目以生物質固廢為原料，開發了有機肥生產技術、飼料生產技術、高效纖維素提取技術、綠色5-羥甲基糠醛合成技術。本項目的核心技術已被天津、山東、江蘇、深圳等省市14家企業應用，近三年累計銷售收入1.03億元。 本項目的實施，對區域的循環經濟產業示范和節能減排起到了積極的推動作用。