Improving efficiency of a microbial bioreactor for aquaponics

提高鱼菜共生微生物生物反应器的效率

基本信息

  • 批准号:
    538488-2019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

NutraPonics Canada Corporation (NCC) operates a self-contained aquaponics system whereby water continuously circulates through a fish tank, a microbial bioreactor, and plant-growth beds. This integrated system enables plants to grow twice as fast relative to traditional farming. The microbial bioreactor produces an abundance of plant growth-promoting nutrients by decomposing fish waste. Principally, nitrifying microorganisms grown as biofilms on circulating plastic carriers within the bioreactor convert ammonia excreted by the fish into nitrate, which the plants readily absorb. To maximize and optimize the full potential of microorgansims within the aquaponics system, this proposal aims to: 1) identify microorganisms comprising the carrier biofilms in the bioreactor, those associated with fish gill tissues, and those associated with plant roots; 2) determine the rates of nitrogen conversions by the carrier biofilm microbial communities under variations of ammonium concentration, pH, and oxygen level; and 3) determine the greenhouse gas production and consumption potential (i.e. carbon dioxide, nitrous oxide, methane) of microbial communities within the bioreactor. This knowledge will inform the design, future improvements, and marketing of the company's aquaponics system. The data will allow for optimization of nitrogen use efficiency and other useful functions of microorganisms throughout the system, which will save the company time and resources as they upgrade and scale operations.
NutraPonics加拿大公司(NCC)运营着一个自给自足的鱼菜共生系统,水在鱼缸、微生物反应器和植物生长床中不断循环。这种综合系统使植物的生长速度比传统农业快一倍。微生物反应器通过分解鱼类废物产生丰富的促进植物生长的营养物质。主要是,硝化微生物作为生物膜生长在生物反应器内循环塑料载体上,将鱼类排出的氨转化为硝酸盐,植物很容易吸收。为了最大限度地发挥和优化水培系统中微生物的全部潜力,本提案旨在:1)鉴定生物反应器中构成载体生物膜的微生物、与鱼鳃组织相关的微生物和与植物根系相关的微生物;2)测定不同铵浓度、pH、氧浓度下载体生物膜微生物群落的氮转化速率;3)确定生物反应器内微生物群落的温室气体生产和消费潜力(即二氧化碳、氧化亚氮、甲烷)。这些知识将为公司的鱼菜共生系统的设计、未来改进和营销提供信息。这些数据将允许优化氮的使用效率和微生物在整个系统中的其他有用功能,这将节省公司的时间和资源,因为他们升级和规模操作。

项目成果

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