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項目成果/簡介:以我市豐富的綠藻生物質(zhì)資源（滸苔、石莼）為主要研究對象，針對藻體胞壁特性、多糖結(jié)構(gòu)、理化質(zhì)構(gòu)特性及生物活性進行系統(tǒng)研究，探索出一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠藻生物工程技術(shù)，攻克了海藻溫和高效轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，率先實現(xiàn)綠藻綜合利用及其產(chǎn)品的成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化推廣，實現(xiàn)生物乙醇、精準(zhǔn)生物肥、綠藻多糖等農(nóng)用制品的規(guī)模化生產(chǎn)，經(jīng)濟效益顯著。系統(tǒng)性闡明了綠藻糖鏈分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生物學(xué)功能及其空間定量構(gòu)效關(guān)系，首次構(gòu)建綠藻多糖工具酶系并明晰酶多位點催化與調(diào)控機制。創(chuàng)新性建立了綠藻資源的生物轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，突破了藻體溫和破壁液化與高效提取轉(zhuǎn)化技術(shù)瓶頸，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)菌株的綠藻工具酶的液體高通量發(fā)酵與規(guī)模化制備技術(shù)。構(gòu)建基于計算機在線智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精準(zhǔn)制備技術(shù)、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的糖鏈構(gòu)效實時預(yù)測系統(tǒng)、穩(wěn)定性葉綠素制取以及非酸溫和預(yù)處理乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)，開拓了綠藻資源高值化綜合利用的新領(lǐng)域。項目階段:工業(yè)化生產(chǎn)階段效益分析:滸苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）是我國黃海、東海最主要的綠藻資源，同屬于綠藻綱、石莼目，具有良好食用和藥用價值，（本草綱目、臨海異物志等），在我國東南沿海養(yǎng)殖量均在10萬噸以上。我國黃海海域自07年以來連續(xù)10年暴發(fā)綠潮滸苔，生物量高達1000萬噸每年。將這類大型生物質(zhì)資源合理利用并高值轉(zhuǎn)化，不僅有助于環(huán)境保護，而且會帶來顯著的經(jīng)濟效益。項目開發(fā)產(chǎn)品包括綠藻多糖工具酶、硫酸鼠李低聚糖、穩(wěn)定性葉綠素、農(nóng)用精準(zhǔn)生物肥、功能性飼料添加劑、新型植物病害生物防治等生物制品。在農(nóng)用制品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)綠藻精深加工的成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化推廣，開拓了我國海藻利用范圍，提升產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平，市場預(yù)期前景廣闊。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán)知識產(chǎn)權(quán)編號:ZL2012102016043 ZL201410298678.2 ZL2013102784589 ZL2012101066863技術(shù)成熟度:通過中試技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

本發(fā)明涉及一種規(guī)模化農(nóng)田無線物聯(lián)網(wǎng)智能滴灌系統(tǒng)及方法，屬于高效節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的規(guī)模化農(nóng)田無線物聯(lián)網(wǎng)智能滴灌系統(tǒng)包括遠程控制中心、若干測控模塊、田間滴灌系統(tǒng)和終端，實現(xiàn)全無線化的控制傳輸，提出了針對滴灌田間測控模塊的降耗休眠措施，同時測控模塊標(biāo)識有專用信息，通過便攜式終端讀取即可完成測控模塊定位、讀取、設(shè)置等管理操作，解決規(guī)模化農(nóng)田智能化滴灌系統(tǒng)功耗高、布置困難、管理復(fù)雜的問題；同時降低了規(guī)模化農(nóng)田的智能滴灌系統(tǒng)的搭建投入，提高管理效率。

本項目以教育部設(shè)施農(nóng)業(yè)網(wǎng)上合作研究中心為依托，結(jié)合科技部、教育部和上海市 科技興農(nóng)重點攻關(guān)項目，進行了新型智能溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計及其配套設(shè)施的綜合設(shè)計與開發(fā)、 建模與控制新方法的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究和 "溫室環(huán)境計算機控制系統(tǒng)"開發(fā)、基于圖像 處理技術(shù)的葉片面積估算技術(shù)的溫室水肥精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)、作物栽培管理輔助決策支 持系統(tǒng)等一系列研究，實現(xiàn)了對溫室的遠程自動控制。 

稠密氣固流動問題是多相流研究領(lǐng)域的一個前沿性難題，廣泛存在于化工、冶金、電力等工業(yè)領(lǐng)域。氣固流動參數(shù)檢測和可視化尤為重要，是稠密氣固流動系統(tǒng)復(fù)雜研究體系中的共性問題之一。針對該問題，東南大學(xué)多相流測試研究室多年來開展了電學(xué)與激光散射的稠密氣固流動可視化及參數(shù)測量與表征方法的研究工作。 開發(fā)了電容層析成像系統(tǒng)(ECT)與激光光纖顆粒測量系統(tǒng)，可實時、在線檢測多相流參數(shù)的二維或三維分布狀況，成功應(yīng)用于湍動流化床與濃相煤粉加壓氣力輸送中試試驗裝置上。

網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)集成平臺是設(shè)計、實施網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本成果建立了通用的網(wǎng) 絡(luò)化服務(wù)與工程支持信息集成平臺，集成企業(yè)相關(guān)的服務(wù)資源，為企業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù) 系統(tǒng)提供技術(shù)的支持。本項目涉及信息技術(shù)、自動化技術(shù)、制造技術(shù)和管理技術(shù)等多個科學(xué)研究領(lǐng)域，成 果來自于多個相關(guān)的理論研究和工業(yè)實施項目。成果已經(jīng)應(yīng)用于上海大眾汽車有限公司、 沈陽機床集團、無錫機床集團等企業(yè)，相關(guān)成果正在機床、電氣等行業(yè)推廣。 同時，本項目通過中德合作，探索了一條高校、企業(yè)和外國高校以及外國企業(yè)之間 合作研究開發(fā)項目的新模式，打開了中德交流合作模式的另一扇窗口。

項目簡介： 線蟲是危害大豆和土豆等諸多重要農(nóng)作物的一類主要害蟲。目前 殺滅線蟲的主要方式是化學(xué)農(nóng)藥法和基因改造法。化學(xué)農(nóng)藥法的作用 因為線蟲快速產(chǎn)生的抗藥性以及線蟲卵殼強大的保護作用而收效甚 微；而基因改造的大豆或土豆只能抗拒若干種屬線蟲的危害，對于無 法選擇性抗拒的種屬則無計可施，而且基因改造法顯然無法滿足消費 者對高端非轉(zhuǎn)基因綠色農(nóng)產(chǎn)品的消費需求。 在人們對線蟲的治理乏力的時候，Glycinoeclepine A，一種線蟲 孵化信息素的發(fā)現(xiàn)使人類看到了對抗線蟲的曙光。這種新的殺滅線蟲 的方式為大豆，土豆等深受線蟲危害的植物提供了新的保護機制。目 前的幾個化學(xué)合成的解決方案路線冗長，僅僅證明了該化合物是可以 人工合成的，無法真正的攻克對該化合物大量制備的要求，因而極大 的限制了它的應(yīng)有推廣。 本項目在前期工作的基礎(chǔ)上，發(fā)展了高效的快速合成該信息素關(guān) 鍵六五并環(huán)體系的方法，一步構(gòu)筑了其核心骨架結(jié)構(gòu)，并精準(zhǔn)的控制 了若干手性中心的生成。為該化合物的實用性合成打下了堅實的應(yīng)有 基礎(chǔ)。在該項目中，我們擬完成對該化合物的高效合成并進行產(chǎn)業(yè)化 推廣。因為該化合物的活性達到非常高效的皮摩爾/L 的活性，對該化 合物的百毫克級的合成就可以支撐起大面積的推廣實驗。由于起始原 料便宜（200 元/公斤），且路線設(shè)計巧妙，所用試劑易得，符合農(nóng)藥 分子的低成本要求。我們相信在兩年內(nèi)可以達到幾十克級別的生成水平，完成對該信息素的產(chǎn)業(yè)化推廣。

熱連軋自動化控制系統(tǒng)是一種大型復(fù)雜控制系統(tǒng)，它很大程度上決定了生產(chǎn)線最終的市場競爭力。目前國內(nèi)在寬帶鋼熱連軋自動化控制系統(tǒng)新建或改造上多采用以下兩種形式：一是硬件和軟件系統(tǒng)全部由國外供貨并調(diào)試；二是采用進口硬件系統(tǒng)，部分軟件由國內(nèi)完成，但其中的核心軟件如L2數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)、板形系統(tǒng)、質(zhì)量控制系統(tǒng)（AGC、AWC、AJC等）從國外引進并由國外人員完成現(xiàn)場調(diào)試。兩種形式都存在著核心技術(shù)掌握在外方手中，不利于系統(tǒng)的后期升級和維護，不能滿足鋼廠再發(fā)展的需要。因此有必要開發(fā)全套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的寬帶鋼熱連軋自動化控制系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)可以采用當(dāng)前國際上流行的最新控制器，而系統(tǒng)集成、控制模型和軟件的開發(fā)和現(xiàn)場調(diào)試全部由國內(nèi)自主完成，并承擔(dān)全部的考核指標(biāo)。如此可以不受國外公司的制約，同時節(jié)約大量外匯，減少工程投資。在此背景下，本項目以山東日照鋼鐵有限公司新建的1580mm熱連軋生產(chǎn)線為依托，設(shè)計并完成全部軟件和調(diào)試，取得了本科技成果。本科技成果的應(yīng)用領(lǐng)域為軋鋼領(lǐng)域的寬帶鋼熱連軋生產(chǎn)線，實現(xiàn)熱連軋帶鋼的全自動化生產(chǎn)。自動化控制系統(tǒng)由三級組成，其中L0設(shè)備控制級包括交直流主輔傳動系統(tǒng)、現(xiàn)場機械液壓設(shè)備、控制執(zhí)行機構(gòu)、各種檢測儀表；L1基礎(chǔ)自動化級由HMI監(jiān)控系統(tǒng)和多臺高性能控制器構(gòu)成；L2過程控制級由三臺高性能PC服務(wù)器和多臺工業(yè)控制計算機構(gòu)成；L3生產(chǎn)管理級（MES）由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端組成。該控制系統(tǒng)的基本原理就是通過三級系統(tǒng)之間互相配合，把整個生產(chǎn)線的多達數(shù)千個的控制點和數(shù)百個控制對象，分別按照不同的區(qū)域劃分到數(shù)百個控制功能當(dāng)中在控制系統(tǒng)中完成，滿足工藝、設(shè)備、液壓及電氣要求，實現(xiàn)全線的自動化生產(chǎn)，達到設(shè)計的產(chǎn)品精度（厚度、凸度、板形、溫度等）指標(biāo)，同時，整個系統(tǒng)具有高效性、可靠性、先進性、安全性和低維護性，以及很強的報警、診斷、故障分析能力。

該技術(shù)通過分子設(shè)計和環(huán)境友好的水解反應(yīng)，利用頂角-戴帽法和官能團剪裁等手段制備帶有多種可反應(yīng)性基團的中空籠型納米材料。材料具有質(zhì)輕、透氣、超低介電常數(shù)、耐熱、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，體現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)納米材料的優(yōu)點，與聚合物有非常好的相容性和分散性。這類有機－無機雜化材料實現(xiàn)了將有機材料的耐熱性能和高強度與有機高分子材料的加工工藝簡單完美結(jié)合的目的。 籠型倍半硅氧烷與高分子聚合物的相容性良好，基本可以達到分子級均勻分散，這是普通無機填料無法達到的，得益于籠型倍半硅氧烷分子具有有機部分，既使在惰性基團取代籠型倍半硅氧烷中也可以與有機基體實現(xiàn)良好的相容行為。同時，材料的耐熱性能指標(biāo)（如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，5%質(zhì)量損失熱降解溫度）均有大幅度提高，這是因為籠型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了優(yōu)異的抵抗熱沖擊性能，此外，還可以利用多官能化籠型倍半硅氧烷進行交聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，以進一步提高耐溫性能。另外，籠型倍半硅氧烷可以作為各種催化劑和其他功能性材料的載體，在拓寬這些功能材料使用溫度的同時提高其某些性能，如提高電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和發(fā)光純度，提高催化劑的催化效率和選擇性。 可以預(yù)見，隨著各個交叉學(xué)科領(lǐng)域的不斷擴展，籠型倍半硅氧烷作為典型的有機-無機雜化材料的優(yōu)異性能將會引起人們越來越濃厚的研究興趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根據(jù)官能團不同，可溶解于有機溶劑或水；顏色：白色；耐熱性：熱分解溫度在250℃以上。可用于耐高溫材料、航空航天材料、復(fù)合材料、超低介電材料、塑料及纖維改性、功能高分子材料、特種涂料、生物材料等制備。在高附加值材料領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。項目投資300～400萬。

項目背景是北京市燃氣緊缺，日缺口最多達800萬立方米；北京市大力推廣市政天然氣管網(wǎng)入村工程；污水處理產(chǎn)生的大量污泥造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染；北京2014年工業(yè)污泥產(chǎn)量超過100萬噸；污泥是城市水處理廠的伴隨產(chǎn)物，隨著社會文明的進步以及環(huán)保水平的提高，污水處理能力和處理量也在逐年增長, ,污泥的處理處置問題已成為世界性的課題。 目前國內(nèi)污泥的處理處置率很低,主要是填埋和農(nóng)用,也有一部分進行焚燒處理,而這些處理方式均會導(dǎo)致不同程度的二次污染問題。污泥熱解技術(shù)具有可回收能源 和有用物質(zhì)、技術(shù)不復(fù)雜、氣體能源產(chǎn)品可不需要儲存、對不同的物料成分可以靈活運行等優(yōu)點。 項目創(chuàng)新點在于太陽能干燥技術(shù)實現(xiàn)污泥干燥和減量化，有低能耗、綠色環(huán)保的優(yōu)勢。污泥熱解-氣化工藝及關(guān)鍵設(shè)備循環(huán)流化床均系自主開發(fā)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，可實現(xiàn)污泥所蘊含的化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為生物燃氣。污泥熱解-氣化工藝主要產(chǎn)品系生物燃氣，聯(lián)產(chǎn)灰分和中壓蒸汽。污泥熱解-氣化工藝實現(xiàn)污泥中灰分無害化利用制建材并回收重金屬。污泥熱解-氣化工藝實現(xiàn)廢物零排放，原子經(jīng)濟性高。 本技術(shù)使用固定床反應(yīng)器,以制備氣體燃料為目的,對城市污水處理廠的污泥進行了熱解資源化研究。以污泥為原料進行了熱解工藝開發(fā),考察不同反應(yīng)條件對熱解效果的影響。得出在合適的操作條件下,污泥熱解制備氣體燃料最佳的反應(yīng)條件。此時,氣體產(chǎn)率達35%,所得氣體中可燃組分H2、CH4和CO的總含量達到了60% ,產(chǎn)氣熱值為8039.77kJ/m3。對500℃時生成的焦油進行了成分分析,發(fā)現(xiàn)焦油中N和O含量較高,若用于燃燒可能會產(chǎn)生較多的二次污染物。 分別用干污泥和濕污泥與生物質(zhì)混合,進行共熱解技術(shù)開發(fā)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)干污泥中摻混50%時,能有效提高污泥熱解的氣體產(chǎn)率。濕污泥與生物質(zhì)進行混合熱解時, 隨混合物中生物質(zhì)比例的增加,溫度的增加,氣體產(chǎn)率、氣體熱值逐漸增加。對污泥熱解殘渣進行了水蒸氣氣化反應(yīng)。分別改變溫度、固相停留時間、水蒸氣流量和 催化劑等條件,考察其對氣化結(jié)果的影響。得出污泥熱解殘渣水蒸氣氣化制取富氫燃氣的最佳條件。

近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，我國土壤環(huán)境中的重金屬（尤其鎘和鉛）污染日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的重金屬污染土壤治理存在著以下缺點:(1)成本高;(2)破壞土壤生態(tài)環(huán)境;(3)可能造成二次污染。因此，一般很難在大面積中-輕程度污染的污染土壤修復(fù)治理中實際推廣應(yīng)用。 本成果已獲得授權(quán)國家發(fā)明專利（周啟星, 劉維濤, 魏樹和. 一種篩選重金屬低積累作物品種的方法，授權(quán)日期：2012 年 12 月 12日, 專利號：ZL200810229329.X），通過篩選和培育排異和低積累土壤鎘、鉛、砷等有害元素的農(nóng)作物品種，提供了一種在重金屬中-輕程度土壤進行農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)的技術(shù)方法，是一種成本低、操作簡單、對土壤干擾小，原位綠色和安全高效的技術(shù)途徑，利用本方法可以達到邊安全生產(chǎn)邊修復(fù)土壤污染之目的。 本項目初步制定了低積累品種篩選標(biāo)準(zhǔn)(1)該植物的地上部和根部的污染物含量都很低或者可食部位低于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡管其它部位可能污染物含量較高；(2)該植物的富集系數(shù)(BFs)小于 1.0，即植物體內(nèi) 污染物濃度低于土壤中污染物濃度；(3)該植物的轉(zhuǎn)運系數(shù)(TFs)小于1.0，即植物吸收的污染物主要累積在根部，向地上部轉(zhuǎn)運較少；(4)該植物對污染物具有較高的耐性，在污染環(huán)境中能夠正常生長且生物量無顯著下降。 該方法與傳統(tǒng)的污染土壤治理方法相比，具有投資少、工作量小、技術(shù)要求不高等優(yōu)點，具有一定的創(chuàng)新性和實用性；而且作為一種污染土壤的安全生產(chǎn)技術(shù)，所收獲作物地上部重金屬含量低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，食用該作物不會對人體產(chǎn)生危害，可以通過出售該作物獲得較高的經(jīng)濟效益；對作物根進行集中處理，不會造成二次污染，同時固定修復(fù)進程不僅不會破壞土壤生態(tài)環(huán)境，還有助于改善因重金屬污染而引起的土壤退化和生產(chǎn)力下降，恢復(fù)并提高其生物多樣性。因此，在重金屬中-輕度污染土壤種植低積累作物具有良好的經(jīng)濟、環(huán)境和生態(tài)效益。