판별분석을 이용한 축산폐수처리공정 이상진단

라창식 ( Chang Six Ra ),전병희 ( Byong Hee Jun ) 한국수처리학회 2010 한국수처리학회지 Vol.18 No.1

축산폐수처리 시스템의 실시간 조절

라창식(Chang Six Ra),(D . S . Mavinic) 한국수처리학회 1998 한국수처리학회지 Vol.6 No.3

This research evaluated the usefulness of a newly invented real-time control technology in the treatment of piggery wastewater. The new unit treatment process composed of two reactors was operated under two different treatment strategies, real-time control and fixed-time control. Comparisons between the real-time control technology and the fixed-time strategy revealed that high treatment performance could always be obtained in the real-time control, despite variations in influent composition, but not in the fixed-time operation. The average removal efficiencies of pollutants were over 97% in the real-time control. However, the treatment efficiencies in the fixed-time control were relatively poor. Also, the obtained effluent quality was relatively constant in the real-time control, while the effluent quality in the fixed-time operation was seriously variable, depending on the influent characteristics. The results from this study indicate that the real-time control strategy has an ability to optimize simultaneously biological pollutant removal and energy consumption by terminating aeration when nutrient removal is complete.

Alcaligenes faecalis NS13에 의한 호기성 종속영양 질산화 및 탈질화

정택경,라창식,조기성,송홍규,Jung, Taeck-Kyung,Ra, Chang-Six,Joh, Ki-Seong,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.2

호기적 조건에서 질산화와 탈질화를 동시에 진행하는 Alcaligenes faecalis NS13 균주를 분리하여 다양한 특성을 파악하였다. 이 균주는 $15-37^{\circ}C$ 온도에서 생장할 수 있으며 암모니움 산화율이 높고 고농도의 암모니움 환경에서도 생장이 저해되지 않고 초기 암모니움 농도 증가에 따라 제거량이 증가하였다. pH와 염분농도에 대해서도 내성 범위가 넓어 암모니움 산화가 영향을 받지 않았다. 질산화에 이어진 탈질화로 인해 질산염의 축적이 일어나지 않았으며 탈질화의 중간산물인 아산화질소는 미량 검출되었지만 배양 후 모든 질소 화합물을 측정한 결과 약 42.8%가 $N_2$로 전환된 것으로 추정되었다. 탈질화는 PCR 증폭을 통해서 탈질화에 관여하는 유전자 nitrate reductase gene, napA과 nitrous oxide reductase gene, nosZ의 존재로 뒷받침되었다. 또한 배지 내 질소의 46.4%가 NS13 균주로 동화되었기 때문에 폐수처리 시 질산화 및 탈질화 후에 슬러지로 처분한다면 실질적으로 89% 이상의 우수한 암모니움의 제거효과를 거둘 수 있을 것이다. In order to find an efficient bacterial strain that can carry out nitrification and denitrification simultaneously, we isolated many heterotrophic nitrifying bacteria from wastewater treatment plant. One of isolates NS13 showed high removal rate of ammonium and was identified as Alcaligenes faecalis by analysis of its 16S rDNA sequence, carbon source utilization and fatty acids composition. This bacterium could remove over 99% of ammonium in a heterotrophic medium containing 140 mg/L of ammonium at pH 6-9, $25-37^{\circ}C$ and 0-4% of salt concentrations within 2 days. It showed even higher ammonium removal at higher initial ammonium concentration in the medium. A. faecalis NS13 could also reduce nitrate and nitrous oxide by nitrate reductase and nitrous oxide reductase, respectively, which was confirmed by detection of nitrate reductase gene, napA, and nitrous oxide reducase gene, nosZ, by PCR. One of metabolic intermediate of denitrification, $N_2O$ was detected from headspace of bacterial culture. Based on analysis of all nitrogen compounds in the bacterial culture, 42.8% of initial nitrogen seemed to be lost as nitrogen gas, and 46.4% of nitrogen was assimilated into bacterial biomass which can be removed as sludge in treatment processes. This bacterium was speculated to perform heterotrophic nitrification and aerobic denitrification simultaneously, and may be utilized for N removal in wastewater treatment processes.

Effects of Brewery Meal-Based Fermented Feedstuff Supplemented with Aspergillus Oryzae or Saccharomyces Cerevisiae on Ruminal Microorganism

박병기(Byung Ki Park),라창식(Chang Six Ra),김병완(Byong Wan Kim),오진석(Jin Seok Oh),신종서(Jong Suh Shin) 한국초지조사료학회 2005 한국초지조사료학회지 Vol.25 No.4

본 연구는 Aspergillus oryzae(AO) 혹은 Saccharomyces cerevisiae(SC)를 첨가하여 제조한 맥주박 위주 발효사료의 급여가 한우의 반추위내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 공시동물은 반추위 cannula가 장착된 한우 암소 2두를 이용하였다. 시험은 시판 배합사료 71.5% 및 corn silage 28.5% 급여구(대조구), 시판 배합사료 45.0%, AO 첨가 발효사료 26.5% 및 corn silage 28.5% 급여구(TAO)와 시판 배합사료 45.0%, SC 첨가 발효사료 26.5% 및 corn silage 28.5% 급여구(TSC)의 3처리구로 구분하여 수행하였다 Total viable bacteria(p<0.05), 혐기성 곰팡이 및 protozoa(p<0.05)의 수는 대조구에 비해 TAO및 TSC에서 높았다. 단백질 분해 박테리아(p<0.05), 섬유소 분해 박테리아 및 xylan 이용 박테리아 수는 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높은 경향이었다. Protozoa의 건물회수율은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총미생물 및 protozoa의 조단백질 함량은 대조구 및 TAO구에 비해 TSC구에서 높았다(p<0.05). 박테리아의 조단백질 함량은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총미생물의 조지방 함량은 대조구 및 TSC구에 비해 TAO구에서 높았으며(p<0.05), protozoa 및 박테리아의 조지방 함량은 대조구 및 TAO구에 비해 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총미생물의 필수아미노산 비율은 TAO 및 TSC구에 비해 대조구에서 높았다. 박테리아의 methionin 및 alanine 비율은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 이상의 결과에서 AO 혹은 SC를 첨가하여 제조한 발효사료의 급여는 반추위내 미생물 수 및 균체 조성 변화에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

가축분뇨처리공정의 자동제어 인자 신뢰성 평가 및 적정 외부탄소원 공급량 지표 확립

박재인 ( Jae In Pak ),라창식 ( Chang Six Ra ) 한국동물자원과학회 2008 한국축산학회지 Vol.50 No.4

축산폐기물 및 환경 : 극초단파 조사가 돈분뇨의 성상과 MAP 결정화 반응에 미치는 영향

조준희 ( Joon Hee Cho ),라창식 ( Chang Six Ra ) 한국동물자원과학회 2009 한국축산학회지 Vol.51 No.1

축산환경 : 돈분뇨 부숙과정에서 Struvite 결정체 형성에 따른 퇴비특성 변화

이진의 ( Jin Eui Lee ),라창식 ( Chang Six Ra ) 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 2009 한국축산학회지 Vol.51 No.3

깔짚 두께가 한우사 바닥환경과 생산성에 미치는 영향

김승기,박병기,안준상,박명호,라창식,신종서,Kim, Seung-Gi,Park, Byung-Ki,An, Jun-Sang,Park, Myung-Ho,Ra, Chang-Six,Shin, Jong-Suh 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.suppl.

본 연구는 깔짚 두께가 한우의 사료섭취량, 혈액성상 및 바닥 환경에 미치는 영향을 검토하기 위해 수행되었다. 사료 섭취량은 깔짚의 두께가 얇은 것보다 두꺼울 때 증가되는 경향을 보였다. 깔짚 두께의 증가는 혈중 total protein, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol 및 GGT 농도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 깔짚의 수분 함량 및 대장균수는 깔짚의 두께 10 cm 보다 15 및 20 cm에서 뚜렷하게 낮은 결과를 보였다. 따라서 한우의 건강과 생산성 향상을 위해서는 깔짚의 두께는 20 cm 정도가 이상적이며, 최소한 깔짚의 두께는 15 cm 이상을 유지하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. This study was conducted to investigate the effects of bedding thickness of sawdust on feed intake, blood metabolites concentration and environmental condition of cowshed floor for Hanwoo. Feed intake was increased at thicker bedding groups (15 or 20cm), compared with thinner bedding group (10cm). The thicker bedding had a positive effect on concentration of serum total protein, high density lipoprotein (HDL)-cholesterol, low density lipoprotein (LDL)-cholesterol and ${\gamma}$-glutamyltransferase (GGT). Moisture content and the number of E. Coli in the bedding material were remarkably lower in 15 and 20 cm groups, compared with 10 cm group. Based on the data obtained in this study, approximately 20 cm bedding thickness or at least over 15 cm would be maintained to improve the health condition of Hanwoo and hence to enhance the productivity.

국가 온실가스 인벤토리 축산부문 작성을 위한 온실가스 배출계수 개발 현황에 관한 연구

이진의,이현주,박규현,최병양,라창식,Lee, Jin Eui,Lee, Hyun Ju,Park, Kyu Hyun,Choi, Byong Yang,Ra, Chang Six 한국축산환경학회 2011 축산시설환경학회지 Vol.17 No.suppl.

In this study, researches on the development of country specific greenhouse gas measurement and sampling methods from the livestock sector were reviewed. Research on greenhouse gas emission factors was started in early 2000 but was not actively involved in the development of livestock sector based emission factor: since 2009, works are underway for the development of livestock sector based emission factor. Most of the research on greenhouse gas emission in the field of animal studies were done by National Institute of Animal Science, because of the uniqueness of the research laboratories. Methods of emission measurement are still not internationally certified and therefore, measurement and sampling methods for Korea livestock sector are being studied, consulting the worldwide research trends. Flux chamber method are commonly using in Korea for green house gas emission factors measurement. In recent years, continuous measurement of the microclimate was introduced to measure greenhouse gases from livestock manure storage facilities and the micrometeorology method should be adapted as recommended by Intergovernmental Penal on Climate Change (IPCC) Guideline.

바이오매스 자원으로서의 Lemna Paucicostata의 인공배양조건과 이화학적 특성에 관한 연구

곽정훈,이진의,김기혜,엄혜영,신종서,라창식,Kwag, Jung-Hoon,Lee, Jin-Eui,Kim, Ki-Hye,Eum, Hye-Yeong,Shin, Jong-Suh,Ra, Chang-Six 한국축산환경학회 2010 축산시설환경학회지 Vol.16 No.2

본 연구에서는 Lemna P.의 인공배양 조건을 파악하고 생산된 바이오매스의 영양적 가치에 관하여 조사하였다. Lemna P.의 배양을 위해 총용적 $2,630\;cm^3$, 유효용적 $2,240\;cm^3$의 생물배양조를 이용하였으며 인공광원 6,250 lux, 평균온도 $28^{\circ}C$ 조건에서 인공폐수를 이용하여 배양하였다. 물 유동여부가 Lemna P.의 생장에 미치는 영향을 분석한 결과 하부층의 물 유동이 없는 경우 일일 1.1 이상의 성장률을 보인반면 하부층 물 유동이 있는 경우에는 단지 $0.15\;d^{-1}$의 생장률을 보였다. 또한 인공 폐수내 $NH_4$-N 농도변화와 광 조사시간이 Lemna P. 성장에 마치는 영향을 분석한 결과 광주기 $16h\;d^{-1}$에서의 생장률이 8h 및 $24h\;d^{-1}$에서 보다 높았으며 Lemna P.의 생장은 초기 $NH_4$-N의 농도에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 초기 $NH_4$-N의 농도가 낮을수록 Lemna P.의 생장률은 높았으나 조단백질 함량은 초기$NH_4$-N 농도에 비례하였다. $NH_4$-N의 농도 2, 10, 50, $100\;mg\;L^{-1}$에서 배양한 후의 Lemna P.의 조단백질 함량은 각각 18, 24, 37, 43%로 50과 $100\;mg\;L^{-1}$ 농도에서 생장한 Lemna P. 바이오매스의 조단백질함량은 현재 단백질원으로 이용되고 있는 아마박(조단백질 함량 35%), 면실박(38%), 대두박(45%)과 비슷한 수준으로 나타났다. 광주기 $16h\;d^{-1}$ 초기 $NH_4$-N 농도 $2\;mg\;L^{-1}$ 이하에서 매우 높은 생장률로 증식한 Lemna P.의 조지방, 조단백질, 조섬유, 조회분, NDF 및 ADF 함량이 각각 2.77, 18.03, 27.02, 20.01, 41.00, 65.68%로 밝혀짐에 따라 우수한 단백질 또는 섬유질 대체자원의 대량 생산이 가능함을 알 수 있었다. 특히 Lemna P.는 식물성 지방보다 동물성 지방에서 검출되는 단일 및 다중 불포화 지방산들을 함유하고 있으며, 가능성 지방산으로 알려진 C18:1n9c, C18:2n6c, C20:5n3 및 C22:2 들을 지나고 있어 가축의 가능성 사료자원으로 활용가치가 높을 것으로 판단되었다. Conditions for artificial culture of Lemna Paucicostata and its nutritional values were examined in this study. Lemna P. was cultured using artificial wastewater and a bioreactor (total volume $2,630\;cm^3$, working volume $2,240\;cm^3$) was operated at conditions of 6,250 lux and $28^{\circ}C$. Water flow affected the growth of Lemna P.: growth rate was very high (more than $1.1\;d^{-1}$) at a condition of no-water movement, but it was very low (less than $0.15\;d^{-1}$) when water moved slowly. The growth of Lemna P. was higher in $16h\;d^{-1}$ light cycle than in Sand $24h\;d^{-1}$, and it was also severely affected by the initial $NH_4$-N levels of wastewater. The growth rate of Lemna P. was high in lower $NH_4$-N level, indicating that the growth rate is in inverse proportion to $NH_4$-N concentration in wastewater. However, the contents of crude protein (CP) of Lemna P. were proportional to the initial $NH_4$-N concentration. The CP contents of Lemna P. cultured at 2, 10, 50 and 100 $NH_4$-N mg $L^{-1}$ was 18, 24, 37, 43%, respectively, showing the Lemna P. cultured at 50 and $100\;mg\;L^{-1}$ had similar protein contents to linseed (CP 35%), cottonseed (CP 38%) and soybean (CP 45%). Fat, protein, fiber, NDF and ADF contents of Lemna P. harvested at conditions of $16h\;d^{-1}$ light cycle and less than $2\;mg\;L^{-1}$ of $NH_4$-N level was 2.8, 18, 27, 20, 41 and 65.7%, respectively. Since the growth rate of Lemna P. was very high (more than $1.1\;d^{-1}$) at those conditions, it was convinced that mass production of valuable protein and fiber sources are feasible. In particular, since the Lemna P. has unsaturated fatty acids found mainly in animal fat as well as beneficial fatty acids to health such as C18:ln9c, C18:2n6c, C20:5n3 and C22:2, the Lemna P. biomass would be a highly valuable alternative feed source to grains.