이 연구는 쌀짚과 돼지 분뇨의 혐기성 공동 소화(AcoD) 동안 공기-나노버블 물(air-NBW)과 기존의 미세버블 통기를 비교함으로써 메탄 생산의 향상을 조사하는 것을 목적으로 하였습니다. 주목할 만하게도, 가장 효과적인 가스 보충 전략으로서 공기-NBW(T3-NBW)의 추가는 489.49 mL/g·VS의 가장 높은 누적 메탄 수율을 기록했으며, 59.80 %의 증가를 나타내는 0.57일의 최소 지연 단계를 보였습니다(대조군 306.49 mL/g·VS, p < 0.001). 이는 T3-NBW의 최대 메탄 생산 속도가 41.89 mL/g‧VS·d-1였던 운동학적 적합 데이터(477.85 ± 5.84 mL/g·VS)와 일치하였습니다. 메커니즘적 통찰은 공기-NBW가 β-글루코시다제(가수분해)와 조효소 F420(메탄 생성)의 활성을 각각 대조군에 비해 82.72 %와 133.8 %로 대폭 증가시켰음을 드러내었습니다. 이러한 결과는 중간 제품의 효율적인 전환이 전체 메탄 수율을 증진하는데 중요한 역할을 했음을 시사합니다. 미생물 군집 분석을 통해 Methanosaeta가 NBW로 처리된 트리트먼트에서 91.66 %까지 도달하면서 아세트산성 메탄 생성이 주요 경로로 식별되었습니다. 또한, 공기-NBW 시스템이 미생물 상호작용을 촉진하고 생태 네트워크를 안정화함을 보여주는 공동 발생 네트워크 분석이 있었습니다. 결정적으로, NBW 처리에서는 에너지 의존적인 항산화 효소 유전자(예: 슈퍼옥사이드 환원효소, SOR)의 발현이 가장 낮았으며, 이는 산화적 스트레스가 감소하고 미생물 성장과 메탄 생성 활동으로의 에너지가 강화된 할당을 시사합니다. 산소 확산과 미생물 세포 내 산화환원 균형을 향상시킴으로써 NBW 기술은 지속 가능한 폐기물-에너지 시스템에서 메탄 회수를 개선하기 위한 유망한 접근법을 제공합니다.