UV/Persulfate 산화 및 전기분해 방법을 이용한 TMAH 용액 및 부산물 처리 연구

현재 TFT-LCD를 제조하는 과정에서 다양한 종류의 화학약품을 사용하며 이로 인해 다양한 종류의 폐수가 다량 발생되고 있다. 이 중 TMAH(Tetra methyl ammonium hydroxide)는 유입되는 질소의 주요 성분으로 TFT-LCD 제조 공정에 있어서 핵심 공정 중의 하나인 Photo 공정 중 포토 레지스트(photo resist)의 현상액으로 사용되는 강알칼리의 유기 아민계 용액으로, 무색, 투명의 강염기성 물질이고, 수용성, 가연성의 성질을 나타낸다. 또한 그 농도가 증가하면서 강한 독성을 배출하여 생물학적 분해가 어렵고, 분자 구조 속에 질소를 포함하고 있어, 분해 시 암모니아성 질소를 생성하는 특성을 가지고 있다. 이에 따라 자연 수중 생태계에 영향 등의 문제가 발생되기 때문에 TMAH 폐수의 효율적인 처리방법 도출이 필요한 사항이다. 현재 TMAH를 함유한 폐수는 호기성 생분해, 혐기성 생분해, 촉매 산화, 광촉매 분해(UV 조사) 또는 이온 교환 기술 등으로 처리되고 있습니다. 그 중 UV 조사는 과황산염 활성화를 위한 에너지의 한 형태로 적용되며 난분해성 분해에 많이 적용되고 있다. 과황산음이온(S2O8 2-)은 산화환원전위가 2.01 V인 강한 산화제이며 토양과 지하수에 존재하는 유기오염물질을 분해하는데 효과적이라고 한다. 과황산염 반응 메커니즘은 다양한 과황산염 활성화를 통한 강한 황산염 라디칼(SO4-·) 및 하이드록실 라디칼(HO·)의 생성에 기반을 두고 있으며 1 mole의 황산염은 자외선 조사를 통해 2 mole의 황산염 라디칼을 생성하도록 활성화 될 수 있다고 보고되어 다양한 난분해성 유기 오염 물질을 분해에 적용되고 있다. 전기화학적 산화 처리공정은 고분자량을 가지는 화합물을 파괴하며 난분해성 유기물질의 독성을 감소시킬 수 있어 효과적인 것으로 제시되고 있으며, 고도처리공정들 가운데 오염물질 생분해성과 관계없이 높은 제거율과 처리시간이 짧은 운전특성을 나타내고 있어 유기화합물 또는 질소화합물의 제거에 있어서 응용가능성이 높은 것으로 평가되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 TMAH 모형폐수를 제조하여 먼저 과황산염(S2O8 2-)을 이용한 UV 산화방법으로 TMAH를 분해하고 그에 따른 부산물을 전기분해 방법으로 처리하고자 하였다.