KR20070102099A - 수 처리용 막 분리공정에서 초음파장치를 활용한투과속도의 개선방법과 초음파 세정장치 - Google Patents
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Abstract
1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야
수 처리용 막 분리공정의 투과속도를 향상시키기 위한 막힘 현상(막의 오염 현상)의 억제 및 세정기술 분야
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
기존에 수 처리 장치로서 활용되고 있는 미세 여과(마이크로 여과), 한외 여과, 역삼투압 등의 막 분리 공정에서 막의 막힘 현상을 억제하거나 오염된 막을 회복시키기 위한 방법으로, 막에 직접 초음파를 조사하여 막을 통과하는 유체의 흐름(flux)이 단락되지 않은 상태에서 막을 세정하는 장치를 개발하여 막의 투과속도를 증가시키고 이에 따른 막의 운전효율을 높이기 위한 방법과 그 장치를 제공하기 위함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 유체의 흐름이 단락되지 않고 지속적으로 유지되는 상태에서 막의 표면에 초음파를 조사하여 막의 표면과 공극에 막힘 물질(fouling material)에 의해 스케일링(scaling)이 생성되거나 생성된 것을 막으로부터 제거하여 막의 투과속도를 증가시키고 막의 성능을 유지하는 기술과 장치로서, 초음파 진동자(12, 12')에 의해 막에 조사되는 초음파의 성질에 따라 투과속도의 개선효과가 다르게 나타나므로 초음파 조절장치(10)를 이용하여 초음파의 세기와 주파수를 조절하여 운전의 효율성을 높이고, 초음파의 조사주기는 압력측정기(12)를 활용하여 막에 가해지는 압력차를 연속적으로 측정함으로써 설정 값보다 압력차가 커지면 초음파가 자동으로 조사되도록 하는 압력차에 의한 초음파가동조절장치(14)를 활용한다. 초음파조절장치(10)와 초음파진동자(12, 12')와 초음파가동조절장치(14)로 구성된 초음파 조사장치는 중공사형 막 모듈이나 관형 막 모듈에 적용되며 막의 세정과 동시에 막힘을 억제하여 막의 투과속도를 향상시켜 막의 운전효율을 높이게 된다.
4. 발명의 중요한 용도
수 처리 장치로 활용되고 있는 침지형 중공사 막과 관형 막에 초음파를 조사하여 막의 세정효과를 높이고 투과속도를 증진시키는 방법과 장치에 응용
초음파, 막 분리, 세정, 세척, 수 처리, 침지형 중공사막, 관형 막
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 초음파 세정장치가 부착된 수 처리용 막 분리 장치의 응용도,
도 2는 본 발명에 따른 초음파조사장치를 부착한 중공사형 막 분리장치의 상세구성도(I),
도 3은 본 발명에 따른 초음파조사장치를 부착한 중공사형 막 분리장치의 상세구성도(II),
도 4는 본 발명에 따른 초음파조사장치를 부착한 중공사형 단위 막 모듈의 상세구성도(III),
도 5는 본 발명에 따른 초음파를 적용한 관형 단위 막 모듈의 상세구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 수 처리 반응조 2 : 압력측정기
3 : 압력 및 유량 조절펌프
10 : 초음파조절장치 11 : 중공사형 단위 막 모듈
12, 12' : 초음파 진동자 14 : 초음파가동조절장치
31, 32 : 다공성의 격막
41 : 폐수 유입구 42 : 처리된 농축잔류수 배출구
43 : 처리수 배출구 61 : 관형 막 모듈의 외피(외통)
본 발명은 수 처리용의 초음파 조사장치를 활용한 막 분리장치에 관한 것으로, 특히 막의 막힘 현상을 제어하여 투과속도를 향상시킬 수 있는 초음파 조사장치를 활용하는 중공사형 막 분리장치와 관형 막 분리장치에 관한 것이다.
수질환경오염 제어기술로서 막을 이용한 수 처리공정은 다양한 유독성 오염물질의 출현과 이를 제거하기 위한 고도처리기술과 기존 처리시설의 제거효율을 높이기 위한 기술로서 그 활용성이 매우 커지고 있다. 특히 이런 막을 이용한 수 처리공정은 ① 화학적 처리+생물학적 처리+막, ② 화학적 처리+막, ③ 물리적 처리+막 등의 복합적인 방법으로 사용하고 있다. 특히 정수처리, 난분해성의 산업폐수처리, 축산폐수처리, 매립지 침출수의 2차 처리와 오염된 지하수 처리를 위한 막 공정의 응용이 확대되고 있으나, 막의 막힘 현상(fouling)이 쉽게 일어나는 것이 활용성에 큰 문제점으로 지적되고 있다.
따라서 막의 성능지표인 투과속도(투과율)가 저하되면 다양한 세정과정을 거쳐 재이용되지만, 세정약품이나 압축공기, 세정수 등을 활용하는 기존의 세정방법에 의해서는 막의 성능이 100% 회복되지 못할 뿐만 아니라 세정과정에서 이용된 약품 등에 의해 또 다른 오염을 발생시킬 수 있고, 특히 기존의 세정방법은 막의 운전시 흐름을 일시적으로 단절시킨 역세척 방법을 대부분 채택하고 있어 주기적으로 공정의 흐름을 멈추게 된다. 따라서 유체 흐름의 단절이 없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정할 수 있는 방법과 막의 오염에 의한 막힘 현상을 억제할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
막 모듈의 막힘 현상은 처리되는 원수의 부유물질 농도나 점도 등의 물리적인 영향을 많이 받으므로 막힘 현상을 줄일 수 있는 다양한 막 모듈의 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 막 모듈로는 관형(tubular), 중공사형(hollow fiber), 나선형(spiral wound), 평판형(plate & frame)등이 존재한다. 특히 막의 오염을 효과적으로 줄일 수 있는 회전판형(rotary disk)도 개발되고 있다. 또한 기존의 분리막 표면에 오염을 억제하는 관능기(functional group)를 부착함으로써 막의 재질을 개선하여(오염물질과 막 재질 사이의 물리/화학적 친화력 제어) 막의 막힘 현상을 제어하는 방법 등이 이용되나, 이러한 막 모듈의 자체적인 개량이나 재질개선으로는 막의 막힘 현상을 지연시키는 역할만을 하게 되고, 장시간 운전하게 되면 막힘 현상은 필연적으로 발생하게 되어 막 분리 공정에는 추가로 세정 및 세척장치가 필요하게 된다.
약품 등을 이용한 막의 세정방법으로는 생활하수 재이용에 사용되는 역삼투막(RO)에서 생물막(bio-film)의 제거 목적으로 비이온성 세제인 polyoxyethylene ether를 사용하여 미생물 부착을 방지한 예 등의 세척제를 활용하는 방법과 계면활성제나 산화제를 이용하여 막의 표면에 부착되어 있는 유기물이나 무기물질을 직접 세정하여 제거하는 방법, 미세한 공기입자를 막의 주변에 분무하여 막의 표면에 스케일링이 생성되는 것을 억제하는 방법, 역세척수를 이용하여 막을 세정하는 방법 등이 개발되어 활용되고 있다. 이러한 방법들의 단점으로 약품의 사용에 의한 추가적인 비용부담이나 처리수의 수질에 일부 변화를 주는 것과 막의 운전을 일시적으로 중단해야 하는 단점 등이 있다.
한편 초음파를 액체 중에 조사할 때 형성되는 공동화(cavitation)작용과 기계적인 작용(진동, 파동 등)을 응용하여 현재 각종 고체표면에 부착된 오염물질을 세정하기 위한 도구로 널리 이용되고 있으며, 최근에는 공동(cavity)의 붕괴시 발생되는 물리적이고 화학적인 작용이 수 처리 목적으로도 응용되고 있다. 이러한 초음파 특성을 이용하여 막 분리 공정에서 막의 세정에 활용할 경우, 유체 흐름의 단락(멈춤)이 없는 상태에서 막의 세정이 보다 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이와 관련된 초음파 세정의 영향 인자로는 초음파의 주파수와 세기, 용액의 성질, 막의 구조적인 특성, 투과속도, 온도, 압력 등이 있으며, 이들은 설계와 운전 인자로 구별될 수 있다. 특히 막의 세정에 의한 투과속도에 큰 영향을 주는 초음파의 주파수와 세기는 각각 반비례와 비례관계가 존재하므로 이를 이용한 공정의 효율적인 운전이 가능하다.
따라서 본 발명에서는 초음파의 특성을 활용하여 초음파를 유체 흐름의 단락(멈춤)이 없는 상태에서 막의 표면이나 막 모듈에 적절히 조사함으로써 막 분리 공정에서 막의 막힘 현상을 억제함과 동시에 세정을 촉진시켜 막의 투과속도를 증대시키고자 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수 처리 시스템에서 막을 이용하는 침지형(submerged) 중공사 형태의 막 모듈(도 2, 도 3, 도 4)과 관형의 막 모듈(도 5)에 초음파 조사장치중의 한 요소인 초음파 진동자(12, 12')를 부착하여, 흐름의 단락이 없는 상태에서 초음파를 조사하여 막의 오염현상을 제어하고 막의 표면으로부터 막힘 물질을 제거함으로써 투과속도를 개선하여 막의 운전효율을 증가시킨다. 또한 막의 주위에 일정한 간격을 두고 상기 초음파 진동자(12,12’)를 설치하여 막의 표면에 초음파 조사량이 일정하게 유지되도록 하며, 이는 초음파가 국부적으로 과도하게 조사되는 것을 방지하기 위한 구조를 갖도록 하는 것과 초음파가동조절장치(14)에 의한 초음파의 조사주기를 조절하는 것과 초음파조절장치(10)를 이용하여 막의 표면에 조사되는 초음파의 세기 등을 조절하는 것이 특징으로 되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 살펴본 것으로, 특허의 내용이 설명된 내용에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명이 적용되는 초음파 세정장치를 부착한 수 처리용 침지형 중공사 형태의 막 분리 장치의 전체 응용도로서 도면을 참조하여 구성 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.
수 처리 공정에서 막은 대표적으로 수중에 잠기게 하는 침지형과 별도의 외피를 갖는 모듈을 만들어 적용하는 관형 등으로 활용하게 되는데, 도 1은 수 처리공정에서 침지형의 중공사막 형태로 초음파를 조사하여 막의 막힘 현상을 제어하기 위해 막 모듈의 중심부에 초음파진동자(12)를 설치하여 초음파가 막의 표면으로 일정하게 전달되도록 하는 구조로 되어 있다. 조사되는 초음파의 특성은 상기 초음파 조절장치(10)에 의해서 초음파 세기(W 또는 kW/cm2)나 주파수(kHz)가 조절되게 된다. 특히 초음파 주파수의 조절은 특정 진동을 가지는 초음파진동자(12)로 교체에 의해서 조절하게 된다. 막을 투과하는 유체량의 조절은 압력 및 유량조절펌프(3)에 의해서 조절하게 되며, 상기의 압력 및 유량조절펌프(13)의 전단에 압력측정기(2)를 설치하여 막의 표면에 가해지는 압력차를 측정하여 막에서 막힘현상의 진행정도를 계측하여 일정한계 이상의 과도한 압력차(ΔP)가 발생하여 투과속도가 저하되면 초음파가동조절장치(14)에 의해서 초음파조절장치(10)가 가동되어 막에 초음파가 자동으로 조사된다. 초음파 조사의 중단은 초음파 조사로 세정된 막에 가해지는 압력차를 다시 계측하여 일정 수준이상으로 압력차가 감소하면 초음파의 조사를 중단하게 된다. 상기의 초음파 제어방식은 압력차제어방식으로 막에서의 압력차가 설정된 일정범위를 넘어서는 경우 초음파가 자동으로 조사된다. 또한 사전에 폐수와 막 의 특성이 확인된 경우, 막에서 막힘 현상이 발생하는 기간이 일정하게 되고, 특정 초음파 조건에서 막힘 현상의 개선이 일정한 시간 내에 일어나게 되므로 초음파 가동시간을 인위적으로 설정하여 초음파를 조사하는 시간과 조사하지 않는 시간을 설정하여 시간차 조절에 의한 운전도 가능하다.
또한 도 1에서 초음파가 설치된 침지형 중공사 형태의 막 분리장치에 있어서 초음파를 주기적으로 또는 연속적으로 조사하는 것은 수 처리 과정에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면 생물학적 활성슬러지 공법에 침전지를 대신하여 초음파를 적용한 침지형 중공사 형태의 막 모듈(본 발명품)을 적용하는 경우 초음파의 조사에 의해서 미생물의 대사작용이 저하되거나 파괴되는 현상이 발생할 수 있다. 즉 이러한 초음파조사에 의해 수 처리 과정에 악영향을 줄 우려가 존재하는 경우에는 구멍을 갖는 다공성의 격막 (31,32)를 설치하여 직접 초음파가 수 처리 과정의 다른 물리화학적인 작용에 영향을 주지 않도록 한다. 상기의 두 격막(31, 32)에 설치된 구멍은 서로 교차하도록 하여 초음파가 막 모듈이 설치된 영역에서 다른 영역으로 노출되지 않도록 한다.
도 2는 도 1에 장착된 침지형 중공사 형태의 막 모듈에 초음파진동자(12)를 설치한 구조의 일례를 나타낸 것이다. 초음파 진동자(12)의 외각에 침지형 중공사 형태의 단위 막 모듈(11)의 다발을 원형으로 배치하고 막 모듈과 일정한 간격을 유지하며, 그 가운데에 한 개의 초음파 진동자(12)를 설치하여 초음파를 각각의 단위 막 모듈에 일정하게 조사되도록 한다.
도 3은 도 2의 침지형 중공사 형태의 막 모듈에 초음파진동자(12,12')를 설 치하는 하나의 변형된 구조를 나타내는 것으로, 도 3에서 보는 바와 같이 각각의 단위 막 모듈(11)을 중앙과 외부에 원형으로 배치하고 외부에 배치된 막 모듈(11)의 사이에 초음파진동자(12, 12')를 설치하여 막 모듈에 초음파가 일정하게 조사되도록 하는 구조를 갖는다. 특히 초음파조절장치(10)와 연결된 두 가지의 초음파 진동자(12, 12')에서 동일한 주파수를 사용하는 단일주파수로 초음파를 조사하는 경우와 두 가지 초음파진동자(12,12')에서 각각 서로 다른 주파수를 사용하는 복합주파수로 초음파를 조사하는 경우 등의 두 가지 초음파 조사시스템으로 장치를 구성한다.
도 4는 침지형 중공사 형태의 단위 막 모듈의 개별적인 구조에 초음파진동자(12)를 설치한 구조로서, 막을 통과한 처리수를 처리수 배출구(43)로 배출하는 단위 막 모듈 내부의 중앙에 초음파진동자(12)를 설치하여, 막 모듈의 내부에서 초음파를 발생시켜 막의 표면으로 초음파가 보다 원활하게 전달되도록 한 구조이다.
도 5는 가압식 관형의 단위 막 모듈에 초음파진동자(12)를 설치한 구조를 나타낸 것으로서, 가압식 막 모듈의 외피(61)로 둘러싸인 관형 막 모듈 내부 중앙에 도 4와 유사하게 초음파조절장치(10)와 연결된 초음파 진동자(12)를 설치하여 초음파를 막의 표면에 전달되도록 하는 구조이다. 가압식 관형의 막 모듈에서 막으로 처리할 액체(물 등)는 가압된 상태로 유입구(41)로 유입되어 모듈을 통과하면서 여과액은 여과액출구(43)로 배출되게 되고, 농축된 액체 또는 폐액은 배출구(42)로 배출되는 구조를 갖는다.
이러한 초음파 조사를 응용한 막 분리 기술의 적용 원리와 이를 응용하여 장 치를 구현한 후 운전을 하여 얻은 결과의 일례를 살펴보면 다음과 같다.
초음파란 인간의 가청 한계인 16㎑이상의 진동수를 갖는 주파수를 말한다. 주파수는 편의상 30kHz를 기점으로 하고 주파수 10배마다 구분하고 있으며, 이러한 초음파는 화학 분야, 반도체 제조분야, 재료공학 분야, 환경공학 분야 등 다양한 학문분야에서 이용되고 있다. 특히 물리적인 세척에는 초장파나 장파를 사용하고, 정밀세정이나 수중에서의 화학반응이나 각종 반응을 유도하기 위해서 사용되는 주파수 영역은 30(또는 20)~1,000 kHz 부분으로 이 영역을 초음파 화학효과 영역(sonochemical effect)이라고도 한다.
균일한 액상의 매질 내에 초음파가 전달되면 분자들은 그들의 평균위치에서 진동을 하게 된다. 분자들의 진동에 의해 분자들 사이의 거리가 감소하는 압축 주기와 거리가 증가하는 팽창 주기가 반복적으로 생기게 되며, 팽창주기에서 충분히 낮은 압력에 도달했을 때 액체 분자 간의 거리가 액체상태를 유지할 수 있는 임계분자거리보다 커지게 되면 이때 액체가 파괴되어 공동(cavity)이 형성되게 된다. 이것을 공동화 기포(cavitation bubble)라 하며 팽창주기 동안 생성된 공동은 매질 내를 이동함에 따라 팽창주기 동안 용액(bulk solution)으로부터 공동으로의 확산속도가 압축주기 동안 공동으로부터 용액으로의 확산 속도보다 크게 되어, 공동은 압축주기 동안 압축되는 비율보다 팽창주기에서 공동이 수축되는 비율보다 약간 커지기 때문에 공동은 한계크기가 될 때까지 지속적으로 성장한 후에 초음파의 강도가 음파 공동화 한계점(acoustic cavitational threshold)를 넘으면 파괴된다. 이러한 핵의 생성, 기포의 성장 및 팽창과 파괴의 3단계 현상을 공동화 현상 (cavitation) 이라고 한다.
공동(cavity)이 파괴 또는 압축될 때 응축열이 발생하게 되며, 공동화현상이 아주 짧은 순간 동안 일어나기 때문에 생성된 열이 주위로 전달되기에 충분한 시간을 가지지 못하므로 그 부분은 단열과정이 된다. 공동에 인접한 부분의 온도가 순간적으로 급상승하여 과열점 (hot-spot)이 생기고 온도가 수 천도(K)에 이르게 된다. 이로 인하여 주위에 반응물 입자들의 운동에너지를 커지게 하여 분자의 운동이 활발하게 될 뿐 아니라 반응에 필요한 충분한 활성화 에너지를 얻게 되고 또한 높은 압력은 혼합효과를 높여주게 되어 반응속도나 세정효과를 높여주는 역할을 하게 된다.
또한 액상의 매질 내에 고체표면이 존재하는 경우 공동화에 의한 충격파와 미세분사난류 (micro-jet turbulence)에 의하여 고체표면에 이들이 충돌하게 되어 표면부식(surface erosion)이 일어나서 표면에 부착되어 있는 다양한 생성물질이나 반응성이 없는 다른 물질을 표면으로부터 효과적으로 이탈 또는 제거시키기 때문에 표면세정 효과가 일어난다.
그림 ㉮는 화학적으로 응집 처리된 1차 처리 침출수를 대상으로 초음파 조사장치가 부착된 0.1-0.3㎛의 침지형 중공사 형태의 미세여과(mircofiltration)장치에서, 막의 재질과 막의 세정을 위해 조사되는 초음파의 주파수와 세기에 따른 투과속도의 개선효과를 나타내는 일례를 보여주고 있다. 초음파 주파수에 따른 투과속도의 개선은 120㎑에서보다 주파수가 낮은 40㎑에서 더 큰 효과를 나타내므로 주파수에 반비례 관계가 있다. 즉 낮은 주파수에서 발생하는 공동화현상에서 생성된 단위 기포당 가지고 있는 초음파에너지가 크므로 막의 표면에 존재하는 막힘 물질을 쉽게 제거하게 된다. 또한 동일 주파수에서 초음파 세기에 따른 투과속도의 개선효과는 비례관계가 존재하며, 막의 재질에 따라서 초음파 조사에 의한 막의 투과속도 개선에 차이를 보이는데 이는 막의 제조과정에서 막 표면과 내부에 생성되는 공극의 모양이나 분포도, 형태 등이 다르게 나타나기 때문이다. 즉 막의 재질에 따라서 초음파 조사조건의 최적화가 이루어져야 한다. 이러한 개선효과를 평가실험을 통해 투과속도 상승률로 평가한 결과 미세여과(microfiltration)의 경우 550%까지의 상승률을 보였으며, 중공사형 한외여과 (ultrafiltration)장치에서 초음파를 조사한 경우에는 250%까지의 상승률을 나타내었다.
<그림 ㉮ 초음파 조사에 의한 투과속도 개선 효과>
그림 ㉯는 호기성 생물학적으로 처리된 유출수를 침전지(sedimentation)를 대신하여 초음파 조사장치를 이용하는 침지형 막 분리 장치를 적용하여 본 발명의 성능을 평가한 일례로서 투과속도의 개선은 동일한 조건에서 2개의 주파수(40㎑와 120㎑)를 조합한 복합초음파주파수를 조사한 경우가 단일주파수를 조사한 경우보다 더 높은 투과속도 개선효과를 보이고, 연속적인 막의 운전에도 투과속도의 개선효과는 조사시간이 지속됨에 따라서 재막힘 현상도 상당히 감소하여 막의 투과속도 개선이 단일주파수에 비해 크게 향상된다.
<그림 ㉯ 복합초음파 조사에 의한 투과속도 개선 효과>
따라서 상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 수 처리에 활용되는 막 분리공정에 흐름의 단락(멈춤)이 없는 상태에서 막의 막힘 현상을 개선할 수 있으며, 그 투과속도의 개선효과도 상당히 크게 되어 막의 운전효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 수 처리 장치로서 침지형 중공사 형태의 막 모듈을 적용한 막 분리 공정에서, 상기 초음파조절장치(10)와 연결된 단일 또는 복합주파수를 사용하는 초음파진동자(12,12')를 설치한 침지형 중공사 형태의 막 모듈을 사용하고, 중공사 형태의 막 모듈의 후단에 설치된 압력 및 유량조절펌프(3)에 의해서 유량을 조절하게 되며, 압력 및 유량조절펌프(13)의 앞 부분에 설치된 압력측정기(2)로 압력차를 계측하여 그 압력차에 의해서 구동되는 초음파가동조절장치(14)로 초음파 조사주기를 조절하는 초음파 세정장치를 부착한 막 분리장치
- 제 1 항에 있어서,초음파진동자(12,12')를 포함한 침지형 중공사 형태의 막 분리 공정에서 인접한 다른 공정의 화학적인 작용이나 물리적인 작용에 초음파의 영향을 줄이기 위해, 다른 공정으로 초음파의 전파를 차단할 수 있는 다공성 이중격막(31,32)을 설치하는 구조를 갖는 침지형의 중공사형 막 분리 장치
- 중공사형 막 분리장치에서, 하나의 초음파 진동자(12)를 중심으로 외각에 일정한 간격으로 침지형 중공사 형태의 단위 막 모듈(11)을 원형으로 배치하고 있 는 막 분리장치
- 제 3 항에 있어서,외각에 배치된 침지형의 중공사형 단위 막 모듈에서, 각 단위 막 모듈의 사이에 일정한 간격으로 단일주파수를 갖는 초음파진동자(12) 또는 서로 다른 주파수를 갖는 초음파 진동자(12,12')를 서로 교차하도록 배치하는 구조를 갖는 중공사형의 막 분리 장치
- 침지형의 중공사형 단위 막 모듈에서,초음파 진동자(12)를 단위 막 모듈(11)의 내부 중앙에 배치하는 중공사형의 단위 막 모듈 장치
- 외피를 갖는 가압식의 관형 막 분리장치에서,관형의 막 모듈로 처리할 액체(물 등)는 압력 및 유량조절펌프(13)에 의해 가압된 상태로 유입구(41)로 유입되어 모듈을 통과하면서 여과액은 처리수 배출구(43)로 압력차측정기(2)를 거쳐 배출되게 되고 농축된 액체 또는 폐액은 배출구(42)로 배출되는 구조를 갖으며, 상기의 압력차측정기(3)에서 계측된 압력차에 의 해서 구동되는 초음파가동조절장치(14)로 초음파 조사주기를 조절하는, 외피로 둘러싸인 단위 막 모듈의 내부 중앙에 초음파 진동자(12)를 설치하여 초음파가 막에 균일하게 전달되도록 하는 구조를 갖는 관형 단위 막 모듈 장치와 이것으로 구성된 관형 막 분리 장치
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