Detholiad Cyfryngau Biofilter ar gyfer Bas Largemouth- Nodweddion Biofilm a Pherfformiad Twf
bas ceg fawr (Micropterus salmoides), a elwir hefyd yn bas California, yn perthyn i Actinopterygii, Perciformes, Centrarchidae, Micropterus. Mae'n frodorol i California, UDA, ac mae ganddo fanteision megis twf cyflym, blas blasus, maeth cyfoethog, a gwerth economaidd uchel. Mae wedi dod yn un o'r rhywogaethau dyframaethu dŵr croyw pwysig yn Tsieina. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, yn erbyn cefndir trawsnewid ac uwchraddio pysgodfeydd a datblygiad egnïol pysgodfeydd digidol a deallus, mae dyframaethu ailgylchredeg diwydiannol wedi dod i'r amlwg yn raddol. Mae dull dyframaethu draenogiaid y môr mawr hefyd yn symud o ddiwylliant pwll traddodiadol i ddull dyframaethu ailgylchredeg gwyrdd ac effeithlon. Mae gan ailgylchredeg dyframaeth fanteision megis arbed dŵr a thir, dwysedd stocio uchel, a rheolaeth gyfleus. Trwy ddulliau ac offer ffisegol, biolegol, cemegol, mae solidau crog solet a sylweddau niweidiol yn y corff dŵr yn cael eu tynnu neu eu trosi'n sylweddau diniwed, fel bod ansawdd y dŵr yn cwrdd ag anghenion twf arferol y rhywogaethau diwylliedig, a thrwy hynny sylweddoli ailgylchu dŵr o dan amodau dyframaeth dwysedd uchel. Mae wedi cyflawni buddion economaidd da mewn rhywogaethau diwylliedig lluosog.
Ar hyn o bryd, mae ymchwil ar ailgylchredeg dyframaeth draenogiaid y môr yn canolbwyntio'n bennaf ar atgenhedlu, maeth bwyd anifeiliaid, dewis straen, bwydo manwl gywir, newidiadau yn yr amgylchedd dŵr, ac ansawdd maethol. Mae ymchwil ar ddyframaethu ailgylchredeg diwydiannol dan do draenogiaid y môr yn canolbwyntio'n bennaf ar dyfu pysgod ifanc maint mawr, ac nid yw-ffermio pysgod oedolion cylchred llawn wedi cael ei hyrwyddo'n eang. Y brif her sy’n wynebu dyframaethu draenogiaid y môr ceg fawr sy’n ailgylchredeg yw cynnal amgylchedd dŵr da o dan amodau dwysedd uchel i sicrhau twf arferol y rhywogaethau diwylliedig. Triniaeth dŵr yw craidd dyframaethu ailgylchredeg, a chyfryngau bio-hidlydd trin dŵr effeithlon yw sylfaen y system trin dŵr. Er bod yna lawer o adroddiadau ar buro dŵr gan gyfryngau biofilter, mae adroddiadau penodol ar ddyframaeth ailgylchredeg ddiwydiannol draenogiaid y môr ceg fawr, yn enwedig o ran sgrinio cyfryngau biofilter trin dŵr effeithiol, strwythur cymunedol microbaidd bioffilmiau ar wahanol gyfryngau biofilter, effeithiau triniaeth, ac effeithiau ar dwf y rhywogaethau diwylliedig, yn ddiffygiol. Dewiswyd tri math o gyfryngau bio-hidlydd, ac ymhlith y rhain mae'r cyfryngau bio-hidlydd sbwng sgwâr a phelen gwely hylifedig yn gost isel ac yn syml i'w gweithredu, ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn trin dŵr cynffon dyframaethu; Mae Mutag Biochip 30 (a dalfyrrir fel Biochip) yn fath newydd o gyfryngau biofilter sydd wedi dod i'r amlwg yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda manteision ymwrthedd effaith a bywyd gwasanaeth hir, ond ni adroddwyd ar ei effeithiau cymhwyso ymarferol. At y diben hwn, defnyddiwyd technoleg dilyniannu trwybwn 16S rDNA uchel i ddadansoddi sefyllfa ffurfio biofilm y tri chyfryngau biofilter trin dŵr, tra'n dadansoddi sefyllfa twf draenogiaid y môr ceg fawr ar yr un pryd, er mwyn sgrinio cyfryngau biofilter trin dŵr ymarferol a darparu cyfryngau trin dŵr effeithlon ar gyfer dyframaethu ailgylchredeg diwydiannol bas draenogiaid y môr.
1. Defnyddiau a Dulliau
1.1 Deunyddiau Prawf
Y cyfryngau biofilter a ddewiswyd ar gyfer y prawf hwn oeddsbwng sgwâr, Biosglodyn, apêl gwely hylifedig, fel y dangosir ynFfigur 1. Mae'r deunydd sbwng sgwâr yn polywrethan, wedi'i siapio fel ciwb gyda hyd ochr o 2.0 cm, arwynebedd arwyneb penodol (3.2 ~ 3.5) × 10⁴ m² / m³. Mae'r deunydd Biochip yn polyethylen, wedi'i siâp fel cylch â diamedr o 3.0 cm, trwch tua 0.11 cm, arwynebedd arwyneb penodol 5.5 × 10³ m² / m³. Y deunydd pêl gwely hylifedig yw polyethylen, arwynebedd arwyneb penodol effeithiol 500 ~ 800 m² / m³.
1.2 Grwpio Arbrofol
Gosodwyd y grŵp trin cyfryngau biofilter sbwng sgwâr fel grŵp T1, labelwyd y biofilm cyfryngau cyfatebol B1, a labelwyd y dŵr dyframaethu cyfatebol W1; gosodwyd y grŵp trin cyfryngau biofilter Biochip fel grŵp T2, labelwyd y biofilm cyfryngau cyfatebol B2, a labelwyd y dŵr dyframaethu cyfatebol W2; gosodwyd y grŵp trin cyfryngau biofilter pêl gwely hylifedig fel grŵp T3, labelwyd y biofilm cyfryngau cyfatebol B3, a labelwyd y dŵr dyframaethu cyfatebol W3.
1.3 System Dyframaethu
Cynhaliwyd yr arbrawf mewn system dyframaethu ailgylchredeg yng Nghanolfan Arbrofol Gyfun Balidian yn Sefydliad Pysgodfeydd Dŵr Croyw Zhejiang.Roedd 9 tanc diwylliant i gyd, cyfaint 500 L, cyfaint dŵr effeithiol 350 L. Roedd y tanc biofilter wedi'i wneud o acwariwm plastig yn mesur 80 cm o hyd, 50 cm o led, a 50 cm o uchder, cyfaint 200 L, cyfaint dŵr effeithiol 120 L. Cysylltwyd y tanc diwylliant a'r tanc bio-hidlydd gan bwmp dŵr i ffurfio cylchrediad mewnol, cyfradd llif 3 ~ 4 L / mun, gydag awyru ar gyfer ocsigeniad, ocsigen toddedig dŵr a gynhelir uwchlaw 5 mg / L. Cafodd y cyfryngau bio-hidlydd eu grwpio ar hap, roedd gan bob math o gyfryngau bio-hidlydd 3 atgynhyrchiad, llwythwyd pob tanc bio-hidlydd â 2.0 kg o gyfryngau bio-hidlydd, tra'n atal ffynhonnell carbon a ryddhawyd yn araf ar yr un pryd. Yn ystod y cyfnod diwylliant biofilm, newidiwyd 10% o'r dŵr bob dydd.Dangosyddion ansawdd dŵr cychwynnol: Cyfanswm Nitrogen (TN) 9.41 mg/L, Cyfanswm Ffosfforws (TP) 1.02 mg/L, Nitrogen Amonia (TAN) 1.26 mg/L, Nitraid Nitrogen (NO₂⁻-N) 0.04 mg/L, Mynegai Permanganad (COD) ☂ ☂.
1.4 Profi Rheolaeth Pysgod a Diwylliant
Defnyddiwyd draenogiaid y môr ceg fawr fel y rhywogaeth ddiwylliedig. Cyn dechrau'r prawf, cawsant eu cynefino â'r dŵr ailgylchredeg am 7 diwrnod.Cynhaliwyd y prawf rhwng Awst 11, 2022, a Medi 22, 2022, yn para am 42 diwrnod. Dewiswyd draenogiaid y môr ceg fawr heb anafiadau arwyneb, iach a bywiog, i'w grwpio, cafodd 60 o bysgod eu stocio ym mhob tanc diwylliant, eu bwydo ddwywaith y dydd, amseroedd bwydo oedd 07:00 yn y bore a 16:00 yn y prynhawn, roedd swm bwydo dyddiol yn cyfrif am tua 1.0% ~ 1.5% o gyfanswm màs y corff pysgod. Màs corff cychwynnol y pysgodyn prawf oedd (20.46 ± 0.46) g.
1.5 Casglu Sampl
Casglwyd samplau dŵr o'r tanc biofilter bob 2 ddiwrnod, gan gofnodi dangosyddion megis tymheredd y dŵr, ocsigen toddedig, gwerth pH, a mesur nitrogen amonia a nitrogen nitraid. Cofnodwyd swm bwydo, màs corff pysgod ar ddechrau a diwedd yr arbrawf, a chyfradd goroesi. Ar ôl yr arbrawf, casglwyd 1 L o ddŵr o bob tanc diwylliant gan ddefnyddio bagiau casglu dŵr di-haint, wedi'i hidlo trwy bilen hidlo 0.22 µm, a'i storio mewn rhewgell -80 gradd i'w ddefnyddio'n ddiweddarach. Cymerwyd samplau cyfryngau biofilter o 0.5 g yn aseptigol o bob tanc biofilter, a storiwyd mewn dŵr distyll wedi'i sterileiddio, ei ysgwyd yn egnïol i ollwng micro-organebau o'r wyneb biofilm, yna eu hidlo trwy bilen hidlo 0.22 µm a'i storio mewn rhewgell -80 gradd i'w ddefnyddio'n ddiweddarach.
1.6 Dulliau Mesur
1.6.1 Mesur Ansawdd Dŵr
Canfuwyd tymheredd y dŵr, ocsigen toddedig, a gwerth pH gan ddefnyddio aDadansoddwr ansawdd dŵr cludadwy HACH Hq40d. Mesurwyd crynodiad nitrogen amonia gan ddefnyddio dull sbectroffotometrig adweithydd Nessler. Canfuwyd crynodiad nitrogen nitraid gan ddefnyddio dull sbectroffotometrig asid hydroclorig naphthylethylenediamine.
1.6.2 Mesur Perfformiad Dyframaethu
Mae'r fformiwlâu cyfrifo ar gyfer y gyfradd ennill pwysau, y gymhareb trosi porthiant, a chyfradd goroesi'r pysgod fel a ganlyn.
l Cyfradd Ennill Pwysau= (Màs corff pysgod terfynol - Màs corff pysgod cychwynnol) / Màs corff cychwynnol × 100%;
l Cymhareb Trosi Porthiant= Defnydd porthiant / Magu pwysau;
l Cyfradd Goroesiad= (Nifer y pysgod ar ddiwedd yr arbrawf / Nifer cychwynnol y pysgod ar ddechrau'r arbrawf) × 100%.
1.6.3 Uchel Microbaidd -Dilyniannu Trwybwn
Echdynnwyd DNA bacteriol o ddŵr a bioffilm gan ddefnyddio Pecyn Echdynnu DNA Bacteraidd (OMEGA Biotech, UDA). Defnyddiwyd paent preimio penodol 338F (5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3') a 806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') i ymhelaethu ar ranbarthau V3 a V4 yr rDNA 16S bacteriol. Defnyddiodd PCR system adweithio TransGen AP221-02: 4 µL o Byffer 5×FastPfu, 2 µL o 2.5 mmol/L dNTPs, 0.4 µL o FastPfu Polymerase, 0.8 µL yr un o 5 µmol/L yr un o 5 µmol/L ymlaen ac yn ôl o preimio µmol/L o DNA, ng µL o gysefin, µL 2. templed, wedi'i ategu gan ddH₂O i 20 µL. Amodau adwaith PCR: 95 gradd am 3 munud; 95 gradd am 30 s, 53 gradd am 45 s, 72 gradd am 1 munud, 28 cylch; Estyniad 72 gradd am 10 munud. Perfformiwyd ymhelaethiad PCR ar offeryn adwaith PCR 9700 (Applied Biosystems® GeneAmp®, USA). Roedd cynhyrchion PCR yn cael eu puro gan ddefnyddio Gleiniau ac yna'n destun dilyniant. Comisiynwyd dilyniannu i Shanghai Majorbio BioPharm Technology Co, Ltd.
1.6.4 Dadansoddiad Amrywiaeth Microbaidd
Cafodd y data crai a gafwyd o ddilyniannu eu splicio yn gyntaf, ac yna hidlo rheolaeth ansawdd o'r effaith ansawdd darllen a splicing, a chywiro cyfeiriad dilyniant, gan arwain at ddata wedi'i optimeiddio. Ar ôl normaleiddio'r data Glân a gafwyd yn derfynol, perfformiwyd dadansoddiad clystyru OTU (Unedau Tacsonomig Gweithredol) a dadansoddiad tacsonomig ar debygrwydd o 97%. Lluniwyd histogramau o'r samplau gan ddefnyddio Excel, a lluniwyd mapiau gwres gan ddefnyddio Platfform Cwmwl Majorbio.
1.7 Dadansoddi Data
Defnyddiwyd meddalwedd ystadegol SPSS 16.0 i ddadansoddi arwyddocâd gwahaniaethau, a defnyddiwyd dull Duncan o ddadansoddi amrywiant (ANOVA) ar gyfer cymariaethau lluosog.
2. Canlyniadau a Dadansoddiad
2.1 Amser Ffurfio Bioffilm o Gyfryngau Biohidlydd Gwahanol
Fel y dangosir ynFfigur 2,o dan amodau ffurfio biofilm naturiol, dangosodd y cynnwys nitrogen amonia yn nŵr y tanc biofilter duedd o gynnydd cyflym ac yna dirywiad graddol.Cynnwys nitrogen amoniayn nŵr y tanc biofilter sy'n cyfateb i'r sbwng sgwâr gyrraedd ei uchafbwynt ar 17 diwrnod, ar 8.13 mg / L, yna gostyngodd yn raddol,cyrraedd yr isaf, sef 41 diwrnod, wedyn yn weddill tua 0.20 mg/L, sy'n dangos hynnyroedd yr amser ffurfio biofilm ar gyfer y sbwng sgwâr tua 17 diwrnod. Yn y bôn, roedd y newidiadau yn y cynnwys nitrogen amonia yn nŵr y tanciau biofilter sy'n cyfateb i Biochip a'r bêl gwely hylifedig yr un peth, gan ddangos newidiadau anwadal. Ymddangosodd uchafbwynt nitrogen amonia ar 21 diwrnod, sef 7.88 mg/L a 7.57 mg/L yn y drefn honno, sy'n dangos bodroedd yr amser ffurfio biofilm ar gyfer Biochip a'r cyfryngau bio-hidlydd peli gwely hylifedig tua 21 diwrnod. Cynnwys nitrogen amoniayn y tanciau biofilter sy'n cyfateb igostyngodd y ddau gyfrwng hyn i'r isaf sef 43 diwrnod a 45 diwrnod yn y drefn honno.
2.2 Newidiadau mewn Gwerth pH Dŵr mewn Tanciau Diwylliant Gwahanol
OddiwrthFfigur 3, gellir gweld mai gwerth pH cychwynnol y dŵr diwylliant oedd 7.3. Wrth i'r amser diwylliant ymestyn, dangosodd gwerth pH y dŵr ym mhob tanc diwylliant duedd ar i lawr. Ar ôl 12 diwrnod, roedd gwerth pH yr holl danciau diwylliant yn llai na 6.0, sy'n anffafriol ar gyfer twf y rhywogaethau diwylliedig.Felly, ar ôl 12 diwrnod o ffurfio biofilm, dylid talu sylw i addasu gwerth pH y dŵr tanc diwylliant.
2.3 Dadansoddiad o Gyfansoddiad Cymunedol Microbaidd ar Bioffilmiau o Gwahanol Gyfryngau Biohidlydd ac mewn Dŵr
2.3.1 Cyfansoddiad Cymunedol Microbaidd ar Lefel Ffylum
Fel y dangosir ynFfigur 4,ar lefel ffylwm, roedd y bacteria dominyddol ar fioffilmiau'r tri chyfrwng bio-hidlydd yr un fath, i gyd yn Proteobacteria, Actinobacteriota, Bacteroidota, a Chloroflexi. Eu cyflenwadau cymharol cyfun oedd 68.96%, 64.74%, a 65.45% yn y drefn honno. Roedd y bacteria dominyddol yn y dŵr diwylliant cyfatebol yn wahanol. Y bacteria amlycaf yn W1 oedd Actinobacteriota, gyda digonedd cymharol o 64.66%. Y bacteria amlycaf yn W2 a W3 oedd Proteobacteria, gyda digonedd cymharol o 34.93% a 50.10% yn y drefn honno.
Ffig. 4 Cyfansoddiad cymunedol bacteria mewn bioffilm a dŵr gwahanol ar lefel ffylwm
2.3.2 Cyfansoddiad Cymunedol Microbaidd ar Lefel Teulu
Fel y dangosir ynFfigur 5, ar y bioffilmiau o'r tri chyfrwng, roedd tua 48% o'r bacteria yn gymunedau bacteriol gyda digonedd cymharol oll yn llai na 3%. Yr un oedd prif facteria B1 a B2, y ddau yn Xanthomonadaceae, gyda digonedd cymharol o 11.64% a 9.16% yn y drefn honno; bacteria dominyddol B3 oedd JG30{-KF-CM45, gyda digonedd cymharol o 10.54%. Roedd y bacteria dominyddol yn y dŵr diwylliant yn wahanol i'r rhai ar y cyfryngau biohidlydd. Microbacteriaceae oedd y bacteria dominyddol absoliwt yn W1, gyda digonedd cymharol o 62.10%; roedd y bacteria dominyddol yn W2, ar wahân i Microbacteriaceae (13.82%), hefyd yn cynnwys cyfran benodol o Rhizobiales (8.57%); y bacteria amlycaf yn W3 oedd Rhizobiales, gyda digonedd cymharol o 38.94%, ac yna Flavobacteriaceae, gyda digonedd cymharol o 15.89%.
Cafodd y 50 rhywogaeth orau ar lefel genws eu cyfrif. Ar ôl prosesu'r gwerthoedd rhifiadol, dangoswyd newidiadau helaethrwydd gwahanol rywogaethau yn y samplau trwy raddiant lliw y blociau lliw. Dangosir y canlyniadau ynFfigur 6. Leifsonia oedd y bacteria amlycaf yn W1, gyda digonedd cymharol o 56.16%; y bacteria amlycaf yn W2 oedd Leifsonia (10.30%) a Rhizobiales_Incertae_Sedis (8.47%); y bacteria dominyddol yn W3 oedd Rhizobiales_Incertae_Sedis, gyda digonedd cymharol o 38.92%. Ymhlith y bacteria adnabyddadwy ar y biofilms, Thermomonas oedd y genws amlycaf yn B1, gyda digonedd cymharol o 4.71%; y genera amlycaf yn B2 a B3 oedd Nitrospira, gyda digonedd cymharol o 4.41% a 2.70% yn y drefn honno.
Ffig. 5 Cyfansoddiad cymunedol bacteria mewn bioffilm gwahanola dŵr ar lefel teulu
Ffig. 6 Map gwres o gyfansoddiad cymunedol bacteriol mewn bioffilm a dŵr gwahanol ar lefel genws
2.4 -Dadansoddiad Amrywiaeth o Gymunedau Microbaidd ar Bioffilmiau o Gyfryngau Biohidlydd Gwahanol ac mewn Dŵr
Fel y dangosir ynTabl 1, roedd mynegai Shannon y cymunedau microbaidd ar y bioffilmiau o wahanol gyfryngau yn fwy na'r dŵr diwylliant cyfatebol, tra bod mynegai Simpson i'r gwrthwyneb. Wrth ddadansoddi'r dŵr diwylliant cyfatebol, mynegai Shannon cymuned bacteriol o W2 oedd yr uchaf, yn sylweddol uwch na W1 a W3, tra bod mynegai Simpson yn sylweddol is na mynegai W1 a W3, gan nodi mai ei -amrywiaeth oedd yr uchaf. Yn wahanol i -amrywiaeth y dŵr diwylliant, er mai mynegai Shannon cymuned bacteriol bacteriol yn y cyfryngau B2 oedd y mwyaf a mynegai Simpson oedd y lleiaf, nid oedd gwahaniaeth arwyddocaol ymhlith y tri chyfryngau bio-hidlydd. Roedd cwmpas dilyniannu pob sampl yn uwch na 0.990, sy'n dangos y gallai'r dyfnder dilyniannu adlewyrchu gwir lefel y samplau.
2.5 Effeithiau Gwahanol Gyfryngau Biohidlydd ar Dwf Draenogiaid y Genau Mawr
Tabl 2yn dangos sefyllfa twf draenogiaid ceg fawr yn y gwahanol grwpiau cyfryngau biofilter. Ar ôl 44 diwrnod o ddiwylliant, roedd màs y corff terfynol a chyfradd ennill pwysau bas ceg fawr yn y grŵp diwylliant sbwng sgwâr yn sylweddol uwch na'r rhai yn y grwpiau pêl gwely hylifedig a Biochip, ac roedd y gymhareb trosi porthiant yn sylweddol is na'r grwpiau eraill. Roedd cyfradd goroesi draenogiaid y môr mawr ym mhob grŵp yn uwch na 97%, heb unrhyw wahaniaeth arwyddocaol ymhlith y grwpiau.
3. Casgliad a Thrafodaeth
3.1 Amser Ffurfio Bioffilm o Gyfryngau Biohidlydd Gwahanol
Mae bioffilmiau yn glynu wrth wyneb cyfryngau bio-hidlydd. Deunydd, strwythur ac arwynebedd penodol y cyfryngau biofilter yw'r prif ffactorau sy'n effeithio ar ffurfio biofilm. Mae dau ddull cyffredin ar gyfer tyfu biofilm: y dull ffurfio biofilm naturiol a'r dull ffurfio biofilm brechu. Mae gwahanol ddulliau ffurfio biofilm yn effeithio ar amser aeddfedu'r biofilm. Roedd Hu Xiaobing et al. defnyddio pedwar dull gwahanol ar gyfer ffurfio biofilm, a dangosodd y canlyniadau, wrth ddefnyddio dulliau megis ychwanegu chitosan, ïonau haearn, a brechu llaid wedi'i ollwng ar gyfer ffurfio biofilm, bod amser aeddfedu'r biofilm yn fyrrach na'r dull ffurfio biofilm naturiol. Er y gall ychwanegu micro-organebau buddiol neu sylweddau gweithredol leihau'r amser ffurfio biofilm, mae problemau megis anhawster i gael yr inocwlwm, adeiladu prosesau cymhleth, a chost uchel. Guan Min et al., o dan amodau cynnwys deunydd organig isel, dŵr crai a ddefnyddir yn uniongyrchol ar gyfer ffurfio biofilm, a dechreuodd y tanc biofilter yn llwyddiannus trwy ffurfio biofilm naturiol ar ôl tua 38 diwrnod. Mae canlyniad yr ymchwil hwn yn debyg i ganlyniadau'r astudiaeth hon. Mae canlyniadau'r astudiaeth hon yn dangos, o dan yr un amodau ffurfio biofilm, bod amser ffurfio biofilm y sbwng sgwâr yn fyrrach nag amser y ddau gyfrwng biofilter arall. Gall hyn fod yn gysylltiedig â'r arwynebedd arwyneb penodol mawr, hydrophilicity cryf, a rhwyddineb atodi biofilm y sbwng sgwâr. Mae arwynebedd penodol y sbwng sgwâr mor uchel â 32,000 ~ 35,000 m² / m³, yn llawer mwy na'r ddau gyfrwng arall. Ar ben hynny, mae deunydd y sbwng sgwâr yn polywrethan, sy'n ehangu pan fydd yn agored i ddŵr, mae ganddo hydrophilicity uchel, ac mae'n ffafriol i ymlyniad a thwf micro-organebau yn y dŵr. Mae canlyniadau ymchwil Li Yong et al. hefyd yn dangos bod perfformiad cychwyn-a pherfformiad tynnu nitrogen amonia o sbwng polywrethan yn well na rhai polypropylen, sy'n gyson â chanlyniadau'r astudiaeth hon. Yn ogystal, yn yr astudiaeth hon, roedd arwynebedd penodol y cyfryngau bio-hidlydd Biochip mor uchel â 5,500 m²/m³, yn llawer mwy na'r cyfrwng bio-hidlydd peli gwely hylifedig, ond roedd yr amser ffurfio bioffilm yr un peth yn y bôn ag amser y cyfryngau peli gwely hylifedig. Gall hyn fod yn gysylltiedig â maint y mandwll. Mae rhai astudiaethau wedi nodi bod graddfa ofodol fewnol cyfryngau bio-hidlydd yn effeithio ar dwf bioffilmiau. Er bod gan rai cyfryngau biofilter arwynebedd arwyneb penodol mawr, mae eu mandyllau yn iawn, ac mae maint y mandwll yn llawer llai na thrwch y biofilm aeddfed, a all arwain yn hawdd at rwystr mandwll, gan ei gwneud hi'n anodd i'r biofilm yn y mandyllau gyrraedd y cronni mwyaf. Mae mandyllau'r Biochip yn fach, gan arwain at dwf biofilm arafach ac amser ffurfio biofilm hirach.
3.2 Microbaidd Cyfansoddiad Cymunedol Biohidlydd Cyfryngau a Diwylliant Dŵr
Yn yr astudiaeth hon, roedd y bacteria dominyddol ar y cyfryngau biofilter ac yn y diwylliant cyfatebol dŵr yn wahanol. Roedd mynegai Shannon y biofilms ar y cyfryngau biofilter yn fwy na'r dŵr diwylliant cyfatebol, sy'n dangos bod y cyfryngau biofilter yn cael yr effaith o gyfoethogi micro-organebau. Mae hyn yn gyson â chanlyniadau ymchwil Hu Gaoyu et al. Mae yna lawer o ffactorau sy'n effeithio ar y strwythur cymunedol microbaidd, megis math cludwr, dyfnder hidlo, halltedd, crynodiad mater organig, ac ati Bydd gan yr un cyfryngau biofilter, o dan amodau diwylliant gwahanol, gymunedau microbaidd gwahanol ar y biofilm. Bu'r awdur unwaith yn astudio sefyllfa ffurfio biofilm cyfryngau bio-hidlydd peli gwely hylifedig mewn system ddyframaeth ailgylchredeg ar gyfer corgimychiaid dŵr croyw enfawr (Macrobrachium rosenbergii). Dangosodd y canlyniadau mai Firmicutes oedd y ffylwm amlycaf ar ei fiofilm, ond yn yr astudiaeth hon, y ffylwm amlycaf ar y biofilm pelen gwely hylifol oedd Proteobacteria. Efallai mai'r prif reswm am y gwahaniaeth hwn yw'r gwahanol amgylcheddau dyframaethu. Roedd gan y tri chyfrwng biofilter a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yr un amodau cychwynnol ar gyfer tyfu bioffilmiau. Mae'n bosibl, oherwydd gwahanol nodweddion ffisegol y cyfryngau, bod y trwch biofilm ffurfiedig a'r amgylchedd mewnol hefyd yn wahanol, gan arwain at wahaniaethau yn y cymunedau microbaidd. Felly, y gwahaniaeth mewn cludwyr yw'r prif reswm dros y gwahaniaethau mewn cymunedau microbaidd. Ar ben hynny, yn ystod y broses dyframaethu, mae'r amgylchedd dŵr a'r gymuned ficrobaidd yn dylanwadu ar ei gilydd. Gall y rhesymau dros y gwahaniaethau mewn cymunedau microbaidd fod yn gysylltiedig â ffactorau amgylcheddol. Er enghraifft, nododd ymchwil Yuan Cuilin fod cyfanswm nifer y bacteria heterotroffig yn y corff; Roedd Fan Tingyu et al. yn credu y gall gwerth pH effeithio'n sylweddol ar gyfanswm y cynnwys nitrogen mewn dŵr, ac mae'n chwarae rhan allweddol yn y dosbarthiad cymunedau bacteriol dyfrol mewn rhannau afonydd mewndirol. Mae nitrogen amonia, cyfanswm ffosfforws, a chloroffyl hefyd yn dylanwadu ar gyfansoddiad cymunedau bacteriol yn y corff dŵr i raddau amrywiol. Mae angen cadarnhad pellach o hyd o'r ffactorau amgylcheddol sy'n achosi'r gwahaniaethau yng nghyfansoddiad cymunedol microbaidd yn yr astudiaeth hon.
3.3 Effeithiau Gwahanol Gyfryngau Biohidlydd ar Dwf Draenogiaid y Genau Mawr
O'r canlyniadau twf, y bas ceg fawr yn y grŵp sbwng sgwâr a dyfodd gyflymaf, gyda chyfradd ennill pwysau yn sylweddol uwch na chyfradd y ddau gyfrwng arall, a'r gymhareb trosi porthiant isaf. Mae hyn yn gyson â chanlyniadau ymchwil blaenorol. Yn yr astudiaeth hon, cynhaliwyd ffurfio bioffilm a dyframaethu ar yr un pryd. A barnu o'r amser ffurfio biofilm, aeddfedodd y biofilm sbwng sgwâr yn gynharach, ac ar ôl i'r biofilm aeddfedu, roedd y crynodiadau o nitrogen amonia a nitrogen nitraid yn y dŵr bob amser yn is na rhai'r ddau gyfrwng arall. Yn ogystal, mae gan y sbwng sgwâr gapasiti hidlo penodol, roedd cynnwys solidau crog solet yn y dŵr diwylliant yn is, ac roedd y dŵr yn gymharol glir. Gall twf gwell draenogiaid y môr yn y grŵp sbwng sgwâr fod yn gysylltiedig ag ansawdd da'r dŵr. Fodd bynnag, mae angen astudiaeth bellach o effeithiau puro'r cyfryngau sbwng sgwâr ar gyfanswm nitrogen, cyfanswm ffosfforws, a mynegai permanganad yn y dŵr. Mae'n werth nodi bod y gwerth pH yn ystod yr arbrawf wedi dangos tuedd gyffredinol ar i lawr. Ar ôl 12 diwrnod o ddiwylliant, roedd gwerth pH yr holl danciau diwylliant yn llai na 6.0, sy'n gyson â chanlyniadau ymchwil Zhang Long et al. Mae'r gostyngiad mewn gwerth pH oherwydd bod nifer fawr o ïonau hydrogen yn cael eu cynhyrchu yn ystod y broses o feithrin y biofilm, gan arwain at ostyngiad yn y gwerth pH dŵr. Felly, yn ystod y broses ffurfio biofilm, mae angen addasu gwerth pH y dŵr tanc diwylliant yn brydlon i sicrhau ei fod o fewn ystod twf arferol y rhywogaethau diwylliedig. O ystyried y gost economaidd, pris marchnad sbwng sgwâr yw 70 ~ 100 RMB / kg, ac mae ei gost rhwng y ddau gyfrwng bio-hidlydd arall. Ar y cyd â'r canlyniadau twf, yn y tymor byr, mae'r sbwng sgwâr yn gyfrwng biofilter trin dŵr cymharol ymarferol ar gyfer ail-gylchredeg dyframaeth. Fodd bynnag, mae gan y sbwng sgwâr galedwch gwael a bywyd gwasanaeth byr. Mae angen dilysu ei effeithiau defnydd tymor hir a'i effeithiau dyframaethu ymhellach.
I grynhoi,o dan amodau ffurfio biofilm naturiol, mae gan y cyfryngau biofilter sbwng sgwâr yr amser ffurfio biofilm byrraf, pris cymedrol, ac roedd màs y corff terfynol a chyfradd ennill pwysau bas ceg fawr yn y grŵp sbwng sgwâr yn sylweddol uwch na rhai'r ddau gyfrwng biofilter arall. Yn y tymor byr, mae'n gyfrwng biofilter trin dŵr cymharol ymarferol ar gyfer ail-gylchredeg dyframaeth.