이 연구는 공기-나노버블 물(air-NBW)과 기존의 미세버블을 이용한 폭기 방식이 쌀 짚과 돼지 분뇨의 혐기성 공동 소화(AcoD)에서 메탄 생산을 어떻게 증대시키는지를 조사하는 것을 목표로 하였습니다. 특히, 가장 효과적인 가스 보충 전략인 air-NBW(T3-NBW)를 추가함으로써 누적 메탄 수율이 489.49 mL/g·VS로 나타났으며, 대기 기간이 0.57일로 최소화되었으며, 이는 대조군(306.49 mL/g·VS, p < 0.001)에 비해 59.80 % 증가한 것입니다. 이 결과는 T3-NBW의 최대 메탄 생산 속도가 41.89 mL/g‧VS·d-1로 나타난 동역학 적합 데이터(477.85 ± 5.84 mL/g·VS)와 일치합니다. 메커니즘적 인사이트에서는 air-NBW가 β-글루코시다제(가수분해)와 코엔자임 F420(메탄 생성) 활동을 각각 82.72 %와 133.8 %로 극적으로 상승시켰음을 밝혔습니다. 이러한 결과는 중간 산물의 효율적 변환이 전체 메탄 수율을 증가시키는 데 중요한 역할을 했음을 시사합니다. 미생물 군집 분석을 통해 아세트트로픽 메탄 생성이 우세한 경로로 식별되었으며, NBW 첨가 처리에서 Methanosaeta의 풍부도가 91.66 %에 도달했습니다. 또한, 공동 발생 네트워크 분석은 air-NBW 시스템이 미생물 상호 작용을 촉진하고 생태 네트워크를 안정화시켰음을 보여주었습니다. 중요한 것은, NBW 처리가 에너지 의존 항산화 효소 유전자(예: 수퍼옥사이드 리덕타제, SOR)의 가장 낮은 발현을 나타내어 산화 스트레스가 줄어들고 미생물 성장과 메탄 생성 활동에 대한 에너지 할당이 향상됨을 시사했습니다. NBW 기술은 산소 분산과 미생물 세포내 레독스 균형을 향상시킴으로써 지속 가능한 폐기물 에너지 시스템에서 메탄 회수를 개선하기 위한 유망한 접근법을 제공합니다.