[发明专利]用于处理含有唑系和唑类化合物的水的臭氧氧化方法

说明书

背景

一般地，本发明涉及处理通过用于生产电子组件和半导体器件的制造过程(工艺或方法)，process)产生的废水的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于去除多种化合物的系统和方法，所述化合物如，但不限于唑系(azoles)和唑类(azole-type)化合物家族，其可以包括：苯并三唑、吡唑、4-甲基-1-H-苯并三唑(benzotrazole)、5-甲基-1-H-苯并三唑、咪唑、1，2，41H-三唑、3-氨基三唑、四唑、唑、噻唑、二唑(diazoir)1，2，3，噻二唑和其他唑衍生物，所述其他唑衍生物可以包括包含稠合的唑和苯环的化合物。这样的化合物可以从经由例如通过在化学机械抛光(CMP)步骤中的电镀酸性废物产生的废水和′拖出的(废酸洗液，drag out)′水去除，所述化学机械抛光(CMP)步骤可以用于半导体器件的制造过程，和/或来自光电子组件，如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的制造。

随着光电子和半导体工业的制造过程推进，通过这样的过程产生的废水的组成变得更复杂。例如，这样的废水可以包含有机碳化合物和有机氮化合物二者，其对环境可能是有毒的、腐蚀性的和富养的。

薄膜晶体管液晶显示器是一种类型的LCD，其使用薄膜晶体管技术来提供有源矩阵LCD。TFT-LCD用于多种消费产品中，如电视机、计算机显示器、移动电话、导航系统等。

尤其是TFT-LCD的生产可以产生显著大量的含有高强度有机氮的废水。这样的废水可能包含多种污染物，如唑化合物、四甲基氢氧化铵(TMAH)、一乙醇胺(C₂H₅ONH₂，MEA)和二甲亚砜((CH₃)₂SO，DMSO)。唑化合物和TMAH可以在TFT-LCD生产中用作显影剂，而MEA和DMSO可以用作TFT-LCD生产中的剥离剂(stripper)，以及螯合剂。TMAH还可以用作TFT-LCD制造的光刻过程中的阳性光刻胶显影剂的组分。三唑类、TMAH、MEA和DMSO通常看作是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，导致处理的废水中的高氨浓度和潜在硝化作用。

历史上，半导体和电子组件制造工厂将它们的废水排放至当地公有处理设施(POTW)系统。然而，由于近来半导体工业的成长导致增加的负载连同施加于POTW以从废水去除有机和氮化合物的更严格的排放法规可能限制任何这样的POTW充分处理这样的排放的能力。

在某些条件下，多种微生物能够降解DMSO。例如埃希氏菌菌(Escherichi coli)，克雷伯氏菌(Klebsiella)，沙雷氏菌(Serratia)，布氏枸橼酸杆菌(Citrobacter braakii)，土生隐球菌(Cyptococcus humicolus)，生丝微菌属物种(Hyphomicrobium speices)和荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)在降解DMSO方面已经显示阳性结果。此外，MEA可以常常通过多种多样的对于胺和醇常见的反应降解，并且可以水合为氨和乙酸酯。然而，唑和唑相关化合物以及TMAH的降解特别成问题，因为多种多样的三唑和唑-化合物的存在(伴有TMAH或单独存在)，对硝化活性具有有害和抑制影响。具体地，已经显示，三唑类可以以大于1mg/升的水平抑制硝化。

因此，需要用于处理由TFT-LCD的生产产生的废水的系统和方法(其有效地去除三唑类以及COD和总氮)。

发明概述

根据本发明的一些实施方案的方面可以包括用于废水的化学处理系统，所述系统包括：氧化模块(oxidation module)，所述氧化模块接收作为输入的废水并且输出流出物(effluent)；其中所述氧化模块从输入的废水去除唑类化合物；并且其中所述流出物具有大于百分之九十(90％)的唑类化合物的减少。

根据本发明的一些实施方案的方面可以包括用于废水的化学处理系统，所述系统包括：氧化模块，其接收作为输入的：接收自化学机械抛光过程的废水；和接收自臭氧发生器的臭氧气体；所述氧化模块输出流出物；其中所述氧化模块从输入的废水去除唑类化合物；其中所述流出物具有大于百分之九十(90％)的唑类化合物的减少；并且其中所述氧化模块在处理之前不需要铁处理(ferrous treatment)或固液分离(solid-liquid separation)。