슬러지 감량화 및 그 부산물을 활용한 하수처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 하수처리 시스템은 하수에 혼입되어 있는 고형물질을 제거하는 스크린과, 상기 스크린을 통과한 혼합유입수를 저장하는 유량저장조, 상기 유량저장조에서 혼합유입수를 유입받아 생물학적 탈질을 수행하는 탈질조, 상기 탈질조 이후 유출수 내 암모니아를 질산화시키는 호기조, 상기 호기조 하단에서 생성된 질산성 질소를 함유한 슬러지를 탈질조로 반송시키는 반송라인, 상기 호기조에서 유출된 유출수를 수용하여 생물학적 슬러지를 농축하는 침전조, 및 상기 침전조로 모여진 생물학적 슬러지를 유입받아 분해하는 열가수분해 반응기를 포함하여 구성함으로써, 고형분을 줄이고 분해과정에서 생산된 유기물질을 고도하수처리에 탄소원으로 활용할 수 있는 효과가 있다.