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團(tuán)隊(duì)介紹： “鏈固”數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)依托西安電子科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)院，學(xué)院為中央網(wǎng)絡(luò)安全與信息化領(lǐng)導(dǎo)小組成立之后全國(guó)第一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)院，2017 年以總成績(jī)排名第一的成績(jī)獲得了由中央網(wǎng)信辦和教育部聯(lián)合評(píng)選的“國(guó)家一流網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院建設(shè)項(xiàng)目示范高校”稱號(hào)，2021 年獲評(píng)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全先進(jìn)集體。學(xué)院同時(shí)建有大數(shù)據(jù)安全教育部工程研究中心、陜西省網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等重要的科研平臺(tái)。 項(xiàng)目概況 （一）項(xiàng)目背景 隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)資源成為了關(guān)鍵生產(chǎn)要素，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 “新能源”。數(shù)據(jù)中心建設(shè)已成為大勢(shì)所趨，世界主要國(guó)家和企業(yè)紛紛開(kāi)啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。 數(shù)據(jù)安全關(guān)系國(guó)家安全。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、加工的基礎(chǔ)和支撐軟件，其安全性與高效性對(duì)發(fā)展數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)假設(shè)，探索以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的新增長(zhǎng)方式具有重大意義，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)國(guó)家戰(zhàn)略的重要支撐。然而，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)存在的數(shù)據(jù)難以確權(quán)，儲(chǔ)存單點(diǎn)失效，數(shù)據(jù)難以共享，數(shù)據(jù)容易造假，難以操作溯源，數(shù)據(jù)易篡改等問(wèn)題。項(xiàng)目組采用 “區(qū)塊鏈+傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)”雙層架構(gòu)作為突破口，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 “鏈固”區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，搶先進(jìn)入該領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白，符合國(guó)家的戰(zhàn)略需求，在政務(wù)、公安、機(jī)要、金融、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用前景。 （二）項(xiàng)目簡(jiǎn)介 “鏈固”區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，采用基于分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的“區(qū)塊鏈+傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)”的雙層架構(gòu)、基于 Raft 和可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)的安全高效共識(shí)協(xié)議、基于共識(shí)機(jī)制的節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)互檢以及基于滑動(dòng)窗口的區(qū)塊數(shù)據(jù)保存機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了兼顧安全和效率的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，提供了可信的數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐數(shù)據(jù)進(jìn)入資本市場(chǎng)，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上核心算法全部做到自主可控，密碼學(xué)相關(guān)算法全面采用國(guó)密算法，支持國(guó)產(chǎn)CPU FT-2000 系列在內(nèi)的多款 CPU，支持國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)銀河麒麟、中標(biāo)麒麟在內(nèi)的多款操作系統(tǒng)。項(xiàng)目已成功應(yīng)用于中電福富審計(jì)系統(tǒng)和中國(guó)航天科技集團(tuán)第九研究院 771所的“云腦”項(xiàng)目。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項(xiàng)目圍繞區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)庫(kù)安全和效率進(jìn)行研究，突破了如下四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)： 1.設(shè)計(jì)了基于分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的雙層數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)存在單點(diǎn)失效的問(wèn)題，建立了基于B+樹(shù)高效的索引結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈架構(gòu)查詢性能低下的瓶頸。 2.提出了基于Raft和可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)的安全高效共識(shí)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了不完全可信環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)記賬節(jié)點(diǎn)的高效安全選取，滿足了海量數(shù)據(jù)高并發(fā)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)高效安全同步的需求。 3.提出了基于共識(shí)機(jī)制的高效數(shù)據(jù)自檢和互檢協(xié)議，通過(guò)雙層數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)中頂層和底層的相互聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)周期性的防篡改檢查和錯(cuò)誤修復(fù)，滿足了企業(yè)對(duì)敏感數(shù)據(jù)可信存儲(chǔ)的需求。 4.提出了模塊化可配置的系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的可定制和可擴(kuò)展，滿足不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景差異性的安全需求，降低了企業(yè)在實(shí)際部署過(guò)程中的成本。

我國(guó)每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒 或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開(kāi)大 學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來(lái)致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有 機(jī)肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白 質(zhì)、油脂等的細(xì)菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫(kù)和系列化菌 劑；開(kāi)發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和富含有益 微生物的生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計(jì)研發(fā)了以布爾瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開(kāi)發(fā)了系列化的微生物好 氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家專利 50 項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項(xiàng)、實(shí)用新 型專利 5 項(xiàng)；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項(xiàng)目有關(guān)技 術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽(yáng)光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益；本項(xiàng)目已獲得 2017 年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新 成果一等獎(jiǎng)。

我國(guó)每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開(kāi)大學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來(lái)致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有機(jī)肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等的細(xì)菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫(kù)和系列化菌劑；開(kāi)發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和富含有益微生物的生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計(jì)研發(fā)了以布爾 瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開(kāi)發(fā)了系列化的微生物好氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家專利 50 項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項(xiàng)、實(shí)用新型專利 5 項(xiàng)；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項(xiàng)目有關(guān)技術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽(yáng)光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益；本項(xiàng)目已獲得 2017 年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目背景及主要用途： 有機(jī)固體廢棄物主要包括城市生活垃圾、規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便、秸稈、城 市污泥等。其產(chǎn)生量巨大，且有機(jī)質(zhì)含量高,若直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污 染。對(duì)有機(jī)固體廢棄物的處理迫在眉睫。而厭氧發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了有機(jī)固體廢棄物到清 潔能源的轉(zhuǎn)換,符合國(guó)家倡導(dǎo)的廢棄物減量化、資源化、無(wú)害化資源化處理的要 求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境與能源雙贏的局面。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 該技術(shù)采用混合物料厭氧發(fā)酵，對(duì)基質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性 154天津大學(xué)科技成果選編 155 和效率，對(duì)有機(jī)固廢進(jìn)行無(wú)害化和資源化處理，建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，保障 工藝系統(tǒng)安全運(yùn)行。 技術(shù)特點(diǎn)： （1）反應(yīng)裝置停留時(shí)間短 （2）沼氣產(chǎn)量高 （3）充分回收生物質(zhì)能 已有示范工程：市政污泥與餐廚垃圾發(fā)酵示范工程（深圳） 應(yīng)用領(lǐng)域： 該技術(shù)適用于污水處理廠剩余污泥、有機(jī)固體廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物的處理。 

1 成果簡(jiǎn)介利用水源熱泵實(shí)現(xiàn)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(yīng)熱源。污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)機(jī)械濃縮至含固率 12%以上，經(jīng)過(guò) 60℃水解后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行高溫厭氧消化，生成沼氣（見(jiàn)圖 1）。沼氣經(jīng)收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通過(guò)機(jī)械脫水、干化等一系列過(guò)程后獲得干化污泥，可用作優(yōu)質(zhì)肥料原料或覆蓋土。該方法及系統(tǒng)可以顯著實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和減量化，為污泥后續(xù)的減量化和資源化處置提供基礎(chǔ)，污水廠內(nèi)部水、熱、能的優(yōu)化配置，污水廠整體能耗降低 20%以上，而整體投資也比傳統(tǒng) 的污泥消化+干化節(jié)省 20%以上。 圖 1 工藝流程圖2 應(yīng)用說(shuō)明工藝采用了污水源熱泵和高固污泥厭氧消化技術(shù)，涉及了清華大學(xué)的 5 項(xiàng)專利技術(shù)。傳統(tǒng)污泥消化（含固率 3-5%） +干化工藝相比，它的優(yōu)點(diǎn)是：消化污泥濃度高，反應(yīng)器體積可以縮短 40%以上；耗熱量減少 40%以上；有機(jī)物降解率較高；適合處理有機(jī)物含量較低的污泥；處理后污泥的衛(wèi)生條件好；操作簡(jiǎn)便，易控制。研究是在 863 課題和科技支撐項(xiàng)目的資助下完成，歷史 6 年。目前在我國(guó)南方的污水廠已經(jīng)完成中試（ 圖 2）。中試系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行取得的主要參數(shù)如下： 進(jìn)泥 VSS/SS=0.57，停留時(shí)間 28d，進(jìn)泥含固率 12%時(shí)，污泥的平均 VSS 去除率達(dá)到48.2%；若將所產(chǎn)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(tǒng)3 應(yīng)用說(shuō)明有機(jī)物含量 40%以上的污泥以及相似有機(jī)物料的厭氧消化。4 效益分析系統(tǒng)投資（熱泵+污泥消化+干化）大約為 18 萬(wàn)元/噸污泥（ 80%含水率），運(yùn)行費(fèi) 110元/噸污泥（ 80%含水率）左右。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)鄔劍波教授以及中科大工程學(xué)院倪勇教授等開(kāi)展多方合作，提出并設(shè)計(jì)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(guò)程的新策略（圖1）。相關(guān)成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志上。

本技術(shù)創(chuàng)新利用廉價(jià)有機(jī)固廢快速改良灘涂土壤，增加灘涂土壤的有機(jī)質(zhì)。一方面，將有機(jī)固廢進(jìn)行資源化利用，減少了有機(jī)固廢焚燒帶來(lái)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(yīng)用廉價(jià)有機(jī)固廢實(shí)現(xiàn)灘涂土壤 3-5 年即可種植農(nóng)作物。

在河湖航道疏浚、吹填圍墾、冶金及水利電力等行業(yè)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(guān)工程的重要環(huán)節(jié)，消耗了動(dòng)力裝置絕大部分功率，是決定生產(chǎn)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(guó)際合作項(xiàng)目的支持下，河海大學(xué)常州校區(qū)建成了國(guó)內(nèi)一流的大型疏浚泥泵與泥沙輸送實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由315kW西門子變頻驅(qū)動(dòng)裝置、耐磨砂礫泵、泥沙注入和回收裝置、管道系統(tǒng)、汽蝕裝置，以及參數(shù)測(cè)量與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。高精度電磁流量計(jì)、差壓傳感器、放射線密度計(jì)等測(cè)量?jī)x器設(shè)備

本技術(shù)針對(duì)高含水有機(jī)固廢提出無(wú)需干化、直接陰燃的技術(shù)路線，從原理上克服了低熱值固廢焚燒處置的技術(shù)劣勢(shì)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 我國(guó)城鎮(zhèn)有機(jī)固廢具有高含水率、低熱值的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的焚燒處置技術(shù)往往能耗高、投資大，難以推廣應(yīng)用。本技術(shù)針對(duì)高含水有機(jī)固廢提出無(wú)需干化、直接陰燃的技術(shù)路線，從原理上克服了低熱值固廢焚燒處置的技術(shù)劣勢(shì)。

一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 南開(kāi)大學(xué)（天津市生物質(zhì)類固廢資源化技術(shù)工程中心）的“生物質(zhì)固廢資源化技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目屬于生物質(zhì)固體廢棄物處理處置領(lǐng)域（環(huán)境保護(hù)專業(yè)）。該項(xiàng)目成果經(jīng)天津市科學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)中心組織的以院士為主任的鑒定委員會(huì)鑒定，結(jié)論是“該項(xiàng)目達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。 1、主要研究?jī)?nèi)容 （1）開(kāi)發(fā)了可降解生物質(zhì)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(shù)，可將生物質(zhì)固廢在5-10天內(nèi)快速轉(zhuǎn)化為復(fù)合微生物有機(jī)肥，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)（NY525-2012、NY884-2012）。 （2）研發(fā)的酵母菌劑能有效利用玉米芯、秸稈等農(nóng)業(yè)固廢，通過(guò)生物發(fā)酵技術(shù)提高了飼料中蛋白含量并改善飼料適口性。 （3）開(kāi)發(fā)了能在6小時(shí)內(nèi)將廚余垃圾減量化80%以上的無(wú)臭降解技術(shù)，該技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 （4）開(kāi)發(fā)了新型設(shè)施化蚯蚓養(yǎng)殖技術(shù)及裝置，有效提高蚯蚓養(yǎng)殖效率，提高蚯蚓品質(zhì)，降低人力成本。 （5）設(shè)計(jì)功能化離子液體用于提取秸稈、園林綠化垃圾等生物質(zhì)固廢中纖維素，以及離子液體催化水解纖維素生產(chǎn)化工基礎(chǔ)原料5-羥甲基糠醛。 （6）研發(fā)了多種基于生物質(zhì)的防結(jié)焦、防結(jié)渣添加劑和清潔燃料，開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，有效降低 SO2的排放。 （7）根據(jù)微生物降解菌群及酵母菌群的生長(zhǎng)、代謝特征，開(kāi)發(fā)了基于太陽(yáng)能技術(shù)的生物反應(yīng)裝置，大幅提升了資源利用效率。 2、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益 本項(xiàng)目以生物質(zhì)固廢為原料，開(kāi)發(fā)了有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)、飼料生產(chǎn)技術(shù)、高效纖維素提取技術(shù)、綠色5-羥甲基糠醛合成技術(shù)。本項(xiàng)目的核心技術(shù)已被天津、山東、江蘇、深圳等省市14家企業(yè)應(yīng)用，近三年累計(jì)銷售收入1.03億元。 本項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)區(qū)域的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范和節(jié)能減排起到了積極的推動(dòng)作用。