본 연구에서는 하수처리장으로부터 발생되는 슬러지를 초음파를 이용하여 가용화하고 최적의 효율의 조건을 제시하였으며, 가용화된 슬러지를 중온 습식 혐기성 소화공정으로 유입시켜 바이오가스 발생량과 슬러지 감량화 정도 및 반응조의 안정성 지표 변화, 나트륨, 암모니아의 축적에 의한 저해현상을 모니터링 하였다. 하수슬러지를 초음파 조사하여 가용화 하였을 때, 초음파 가용화율 효율은 조사주파수 28kHz, 조사밀도 100 W/L조건에서 0.26 ~ 3.56%, 28kHz, 200 W/L조건에서 4.55 ~ 11.6%, 40kHz, 100 W/L조건에서 1.94 ~9.06%, 40kHz, 200 W/L 조건에서 10.18 ~16.14%를 확인하였다. 이것은 초음파 조사에 의해 슬러지 내 생성된 공동의 파괴 시 발생하는 기포에 의해 슬러지 중의 입자상 유기물질을 분해하여 고형물질을 용해성 유기물질로 변환할 뿐만 아니라 미생물 세포벽을 파괴함으로써 세포 내 존재하는 용해성 유기물질을 방출하여 SCOD 농도가 증가된 것으로 판단된다. 위 결과로부터 초음파를 이용한 슬러지 가용화 최적의 효율은 40kHz, 200 W/L, 120min 조건으로 나타났으며, 가용화 효율은 조사시간 보다 조사밀도에 더 큰 영향이 있는 것으로 판단된다. 혐기성 반응조 에서는 초음파 가용화 하기 전 농축슬러지를 유입시켜 총 35일 동안 연속운전 하였고, 이후 36일~70일 동안 조사주파수 40kHz, 조사밀도 200W/L, 조사시간 120min 조건에서 가용화 된 슬러지를 소화조에 유입시켜 HRT 변화에 따른 Bio-gas 발생량과 유기물 부하량 OLR(Organic loading rate)의 변화를 총 70일간 분석한 결과, HRT 30일 때 999 L/d의 바이오가스가 생성되었고 이후 HRT 25일, HRT 20일로 유기물 부하량을 점차 증가시켰으며 HRT 25일에서 평균 1,415 L/d HRT 20일에서 평균 1,557 L/d가 발생되었고, 35일 이후로는 HRT 20일에서 평균 1,825 L/d 발생되었다. 혐기성 소화조의 바이오가스 및 메탄가스 발생수율은 최초 35일 동안은 HRT 20일 기준 평균 약 0.247 ㎥/kg?COD, 0.164 m3/kg?COD로 나타났고, 35일 이후로 0.312 ㎥/kg?COD, 0.176 m3/kg?COD로 나타냈다. 메탄 전환율은 HRT 20일 기준, 평균 56.4%로 나타났다. 본 반응조의 혐기성 조건이 안정화된 HRT 25일에서의 메탄 전환율은 평균 약 44.4% 이었으며, 본 반응조의 최종 유기물 부하율인 HRT 20 일 이후 평균 56.4%, 나타난 결과를 비추어 봤을 때 총 56.4%의 슬러지가 감량되었음을 확인하였고, 유기물 부하율 증가에 따른 소화조 효율 저하는 없었다고 사료된다. 이 결과는 초음파 가용화를 인하여 SCOD농도가 증가하였고 혐기성 소화조 미생물의 활성도 증가로 인하여 더 많은 양의 바이오가스가 발생한 것으로 사료된다. 또한 본 연구에 사용된 습식 혐기성 소화조는 단일 반응조이기 때문에 안정적 진행을 위해 TS, VS, pH, TS, VS, Alkalinity 등의 변화를 관찰하였다. 혐기성 소화조의 안정성을 직접적으로 나타내는 pH 및 Alkalinity도 HRT 20일 기준, pH 7.4, Alkalinity는 3,300 mg CaCO3/L로 매우 안정적으로 나타났으며, 반응조의 나트륨과 암모니아의 축적에 따른 저해를 관찰한 결과, HRT 20일 조건에서 1,447 mg Na+/L와 945 mg NH4-N/L까지 축적되었지만 메탄수율 및 메탄분압에 대한 저해는 관찰되지 않았다.