Установки очистки стоков в микроэлектронике
от органических соединений и тетраметиламмоний гидрата (ТМАН)
Опытная блочно-модульная установка предназначена для очистки стока предприятия микроэлектроники, содержащего различные органические соединения, включая ТМАН (тетраметиламоний гидрат, CAS 75-59-2), до уровня загрязнений, позволяющих использовать методы биоочистки с применением активного ила.
ТМАН tetramethylammonium hydroxide (тетраметиламмония гидоксид) - четвертичное аммонийное соединение (CH3)4NOH, сильное органическое основание. Используется для травления печатных плат в микроэлектронной промышленности.
Для деструкции органических примесей используется технология интенсивного окисления, активированных гидроксильными радикалами - Advanced Oxidation Processes.
Примеры внедрения
Объект: предприятие микроэлектронной промышленности (Япония)
Исходная вода: технические и сточные воды, содержащие TMAH
Задача: удаление органических соединений, в том числе тетраметиламмоний гидрата (ТМАН), блокирующих биологическую очистку. Повышение эффективности системы биологической очистки стоков.
Параметры сточных вод, подаваемых на очистку
| Наименование параметра | Значение | Пиковое значение |
| Тип сточных вод | промышленные | ---- |
| Значение рН | 4 - 8 | 3, 9 |
| Температура, oС | 20-50 | 60 |
| Общий органический углерод, мкг/дм3 | менее 10 000 | 100 000 |
| Концентрация ТМАН, мкг/дм3 | менее 10 000 | max 10% |
| Нефтепродукты и масла | нет | нет |
| Наличие хлоридов (ионов хлора) | да | да |
Технические характеристики установки
- Электрическая мощность - 6,5 кВт
- Производительность установки - 10 м3/час
- Основной элемент - АОР-реактор на базе ультрафиолетовых ламп
- Очистка кварцевых чехлов - система механической очистки с пневмоприводом
- Cистема автоматизации
- Управление установкой - ручной режим с сенсорной панели; автоматический режим по 4 заданным алгоритмам обработки
Главной проблемой утилизации промышленных стоков является крайне низкая эффективность или даже невозможность использования биологической очистки - самого дешевого способа обработки сточных вод.
Причина кроется в наличии в сточных водах токсичных для микроорганизмов соединений, препятствующих их развитию и следовательно блокирующих их биологическую переработку в стоках.
Этот факт проявляется в крайне низком значении БПК* и низком значении отношения отношения БПК/ХПК** - менее 0,2. Для таких стоков технология интенсивного окисления - единственная возможность перерабатывать содержащиеся в воде токсичные соединения.
*БПК - биохимическое потребление кислорода (англ. BOD – biochemical oxygen demand) - характеризует суммарное количество растворенного в воде кислорода, необходимого на окисление бактериями органических примесей, содержащихся в заданном объеме воды.
**ХПК - химическое потребление кислорода (англ. СOD – chemical oxygen demand) - характеризует суммарное содержание в воде органических веществ по объему израсходованного на их полное окисление химически связанного кислорода.
***БПК/ХПК - соотношение параметров характеризует биоразлагаемость (Bio-Degradability - BD) и косвенно - токсичность содержащихся в воде органических примесей, что позволяет судить о целесообразности использования биологической очистки для данных стоков.
При этом нет необходимости производить полную деструкцию органических примесей в воде. Достаточно получить значение отношения БПК/ХПК, при котором начинает эффективно работать биологическая очистка. Как правило это происходит, когда соотношение БПК/ХПК более 0,4-0,6.
На рисунке качественно показаны изменения значений параметров общего органического углерода (Total Organic Carbon - TOC), ХПК, БПК и BD сточных токсичных вод при использовании АОР технологии.
