[发明专利]液体有机废水的生物‑化学处理

说明书

发明背景

一般而言，本发明涉及处理由用于制造电子部件的制造工艺产生的废水的系统和方法。更具体而言，本发明涉及用于去除来自由光电子部件如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的制造产生的废水的各种组分如但不限于四甲基氢氧化铵((CH₃)₄NOH，TMAH)的系统和方法。

随着光电子和半导体工业中的制造工艺发展，由这样的工艺产生的废水的组成也变得更加复杂。例如，这样的废水可能同时包含有机碳化合物和有机含氮化合物，其可能是有毒的、腐蚀性的和对环境富营养的。

薄膜晶体管液晶显示器是LCD的一种类型，其使用薄膜晶体管技术来提供有源矩阵LCD。TFT-LCD用于多种消费产品，如电视机、电脑显示器、移动电话、导航系统等。

特别地，TFT-LCD的生产产生大量的含高强度有机氮的废水。这样的废水可以包含多种污染物如TMAH-用作TFT-LCD生产中的显像剂，单乙醇胺(C₂H₅ONH₂，MEA)和二甲基亚砜((CH₃)₂SO，DMSO)-用作生产中的汽提剂，以及螯合剂。在TFT-LCD制造的光刻工艺中，TMAH经常用作正光致抗蚀剂显像剂的组分。TMAH、MEA和DMSO通常被视为缓慢可生物降解的有机化合物，其在降解期间典型地释放氨，导致在所处理的废水中的高氨浓度和潜在的硝化。

从历史角度看，半导体和电子部件制造工厂将其废水排放至当地公众拥有的处理工厂(POTW)系统。然而，由于半导体工业近期发展所致增加的负荷连同对用于从废水去除有机和氮化合物的POTW施加的更严格排放规章限制了任何这样的POTW充分地处理这样的排放物的能力。

现有技术中已显示，多种微生物在一定条件下能够降解DMSO。例如，大肠杆菌(Escherichi coli)、克雷白杆菌属(Klebsiella)、沙雷菌属(Serratia)、布氏枸橼酸杆菌(Citrobacter braakii)、土生隐球酵母(Cyptococcus humicolus)、生丝微菌属物种(Hyphomicrobium speices)和荚膜红假单胞菌(Rhodobacter capsulatus)已经展示了在降解DMSO中的积极结果。此外，经常通过宽泛的多种常见反应将MEA降解为胺和醇，并且可以将其与水合为氨和乙酸盐(酯)。TMAH的降解已经特别地具有问题，因为TMAH的存在对硝化活性具有不利和抑制影响。