発電細菌を利用した排水処理監視システムを実用化　山形東亜DKK2022年2月8日

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農林水産業や食品産業の分野で新産業の創出や技術革新を目指す研究に資金を提供する生研支援センターは、山形東亜DKKが開発し、2021年7月に発売した養豚場の排水の効率的な浄化処理を可能にする「BOD監視システム」について紹介している。

発電細菌を利用したBOD監視システム・鳥取県中小畜産試験場におけるBOD 監視システムの設置調整作業（提供：山形東亜DKK ）

持続可能な養豚経営を実現するには、養豚地帯の水環境の保全が重要で、養豚場の排水を効率的に浄化処理する技術が求められている。その解決策として開発された「BOD監視システム」は、自然界に広く存在する発電細菌を活用した画期的な排水処理監視システムで、農研機構畜産研究部門や山形東亜DKKなどが開発した。有機物を分解する際に電流を発生させる発電細菌の性質を利用したことが特徴。排水の汚れ具合を短時間で測定しながら浄化処理装置を制御でき、その情報をスマートフォンで閲覧できる。年々厳しくなる窒素の排水基準にも対応可能で、今後、全国の養豚場への普及が期待されている。

畜舎の排水を河川などに放流できるように浄化処理する方法として、活性汚泥法が普及している。これは、排水に空気を送り込むばっ気操作で、微生物の働きを活発にし、窒素などの汚濁物質を除去・分解する方法。この処理法では、排水の汚れ具合の指標となるBOD（生物化学的酸素要求量）の測定に5日間程度かかるため、日々変動する排水の汚れ具合に合わせて、効率良くばっ気する方法がないことが課題となっている。「BOD 監視システム」は、BODの測定時間を6時間程度と大幅に縮め、効率的な排水処理を実現する。

排水処理にかかる使用電力を節約できることも大きなメリットで、山形県農業総合研究センターなど4か所の養豚排水処理施設で試験したところ、ばっ気時間は従来に比べて約3割減少。電気代は母豚100頭当たり月に約1万3000円を削減でき、トータルの維持管理費用でも約3割のコスト削減が実証された。

BOD監視システムを開発した山形東亜DKKは2021年11月、経済産業省東北経済産業局が主催する「TOHOKU DX大賞」で優秀賞（製品・サービス部門）を受賞。「IoT の活用によって、遠隔監視・制御を可能とする畜産排水処理監視システムを開発した」ことが受賞理由で、モノ同士が双方向でデータをやりとりするIoTを活用することにより、コロナ禍のテレワーク対応を可能とする技術という点も評価された。同システムは既存の浄化処理施設にも設置できる。価格はIoTなどの機能が付いて260万円程度（設置工事費は別）。