인구증가로 인한 물 수요의 증가와 수자원 고갈 문제를 해결하기 위해 현재의 제한된 수자원을 대체 할 수 있는 수자원 확보가 필요하다. 대안이 될 수 있는 수자원으로는 우수, 생활하수, 하수처리장 방류수 등이 있는데, 이 중 경제적이며 수자원 확보가 비교적 용이한 하수 처리장 방류수의 재이용이 다각도로 고려되고 있다. 하수처리장 방류수 재이용을 위해서는 이용 목적에 맞는 수질을 만족하여야 할 것이며, 따라서 이를 음용수 혹은 인체 접촉과 관계된 생활용수, 여가 활동 용수로 이용하기 위해서는 보건상  안전을 위해 추가적인 처리가 필요할 것이다. 하수 처리장 방류수에는 하수처리 시설에서 미처리 된 의약품, 개인관리 용품과 같은 미량오염 물질이 수 ng/L에서 ㎍/L 포함 되어 있는 것으로 알려져 있다. 현재 미량오염 물질을 포함한 하수처리장 방류수는 대부분 강으로 내 보내지고 있으며 이는 생태계에 존재하는 생물에 만성 독성을 일으킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 하수 방류수에 포함되어 있는 미량오염 물질 제거에 관한 연구는 생태계 보존 및 미래의 안전한 수자원 확보를 위해 필요하다. 미량 오염 물질 제거는 UV, 오존, 고도산화 처리 그리고 멤브레인을 이용한 연구가 수행되고 있으며, 처리 부산물을 고려한다면 멤브레인을 이용한 처리 방법이 적합할 수 있을 것이다. 멤브레인을 이용한 미량오염 제거에 관한 선행 연구에 따르면, 미량오염 물질의 크기가 제거율에 큰 영향을 주며 나노 멤브레인(NF), 역삼투압 멤브레인(RO)이 높은 제거율을 보여주고 있다. 하지만 일부 미량오염 물질은 구조적 특성 등의 이유로 나노멤브레인과 역삼투압 멤브레인으로 제거가 잘 되지 않는 경우도 있다. 추가적인 처리와 막공크기가 보다 작은 멤브레인의 사용은 처리비용 증가로 이어져 경제적 문제로 실행 가능성과도 연관될 수 있을 것이다. 유럽과 미국에서는 자연 습지 혹은 인공 습지를 이용하여 일차 혹은 이차 처리된 하수에 포함된 유기물, 영양염류를 제어 하고 있으며, 이에 관한 연구가 진행 중에 있다. 습지는 운영비용이 상대적으로 적고, 질소, 인, 황의 처리효율이 높은 것으로 나타났으나, 미량 오염 물질 제어에 관한 연구는 미비한 실정이다. 담양 하수처리장과 연계된 습지에 관한 본 연구팀의 선행 연구에 따르면, 하수 방류수내에는 조사된 30개의 미량오염 물질중 7가지 의약품(atenolol, carbamazepine, diclofenac, dilantin, naproxen, sulfamethoxazole, triclosan)이 상대적으로 높은 농도로 검출이 되었고 이 중 atenolol, naproxen, triclosan은 60% 이상의 처리 효율을 나타내어 습지를 이용한 미량오염물질의 제거 가능성을 알 수 있었다. 그런데 이 습지의 경우 용존 유기물질 제거능은 낮아서 물 재이용 시 사용목적에 따라서는 유기물의 추가 제거가 필요할 것으로 판단된다.
 본 연구에서는 하수처리장에서 높게 검출된 7가지 의약품과 국내에서 많이 생산되고 있는 의약품을 선정하여 실험실 규모의 습지를 이용한 오염물질 제거 가능성을 보고, 나노 멤브레인과 연계하여 처리 하였을 경우, 얻을 수 있는 장점을 연구하고자 하였다. 각 공정은 미량오염물질, 질소, 인, 황 그리고 용존 탄소의 제거 측면에서도 평가되었으며, 미량오염 물질의 제거는 물질의 물리 화학적 특성(Kow, molar volume, pKa, funtional group)에 따라서 분류하여 처리 메커니즘을 알아보고자 하였다.