四甲基氢氧化铵（TMAH）是一种强碱性的有机胺盐化合物。它在半导体、光学和化学等领域有着广泛的应用，主要用作清洗剂、化学抛光剂、溶剂、络合剂、显影剂、表面活性剂、电解液和分析试剂等。
根据市场研究报告，预计2030年全球TMAH溶液市场规模将达到10.4亿美元，未来几年年复合增长率CAGR为6.0%。其中，电子级TMAH占据主导地位，特别是在半导体领域，其应用份额预计将持续增长。
1. TMAH废水情况TMAH废水的产生：液晶面板制造的阵列制程（Array）包括清洗、成膜、光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺。制程中使用的光刻胶由树脂、光敏材料、溶剂和添加剂等成分组成，曝光后其性质发生变化，在显影工艺中被碱性显影液（2.38wt% TMAH溶液）溶解去除。显影工艺中排出的溶解了光刻胶的TMAH溶液即为显影液废液或称为TMAH废液。
另外，光刻后在蚀刻、抛光前后还需要进行清洗，而双氧水是常用的清洗剂，由于半导体通常为连续加工方式，清洗废水与显影废液一起排出，会形成含双氧水的TMAH废液。
图 1
废水特性：
TMAH废水水量大，占芯片制造行业废水的40~50%。
污染物浓度高，TMAH浓度可达千级甚至万级ppm。
TMAH结构中的OH-基使其具有强碱性和腐蚀性。
TMA+基是一种类似毒螺类神经毒素，在高浓度情况下对废水处理微生物具有抑制性，较难被微生物分解。
显影液废液中含有溶解的光刻胶，主要包括树脂、铝、铁、铜等金属离子杂质以及添加剂等成分。
相当一部分TMAH废水含有双氧水，而双氧水具有强氧化性。
处理难点：
由于TMAH废水浓度高、毒性强，直接排放或处理不当会对环境造成严重污染。
处理过程中需要考虑到TMAH的回收和资源化利用，以降低处理成本和环境影响。
3. TMAH废液处理工艺TMAH的废水处理主要是分离回收技术以及降解技术。
图 2
1.分离回收技术：
TMAH废水的分离回收技术包括：吸附、离子交换、膜技术、电渗析、组合法等。原理如下：
图 3
TMAH回收率大小顺序为组合回收工艺>电渗析>离子交换>吸附。组合回收工艺可以实现更高的回收效率，而且通常成本更低。但截至目前，关于TMAH组合回收工艺的研究仍较少。
2.降解技术：
厌氧生物降解：利用厌氧微生物的代谢作用，将TMAH降解为无害物质。厌氧工艺处理TMAH容积负荷为好氧的3倍，且运行成本低。
好氧生物降解：利用好氧微生物的代谢作用，降解废水中的TMAH。但好氧工艺处理效率相对较低，且运行成本较高。
高级氧化法：利用强氧化剂（如羟基自由基）的氧化作用，将TMAH快速降解为无害物质。但高级氧化法处理成本较高，适用于低浓度TMAH废水的深度处理。
组合法：将生物降解和高级氧化法等技术组合使用，以提高TMAH的降解效率。组合处理工艺不仅能够最有效的处理高浓度TMAH废水（>1000 mg/L），且HRT也较为适中。
厌氧、好氧生物降解和组合处理工艺处理TMAH的浓度为100~3000 mg/L，而高级氧化处理TMAH的浓度不高于200 mg/L。HRT的大小顺序为好氧>组合处理工艺>厌氧>高级氧化，而TMAH的平均去除率大小顺序为组合处理工艺>厌氧>高级氧化>好氧。
相比之下，组合处理工艺不仅能够最有效的处理高浓度TMAH废水（>1000 mg/L），HRT也较为适中。但截至目前，关于TMAH废水组合处理工艺的研究仍较少。因此，开发适于TMAH废水的组合处理工艺，并实现组合工艺的协调控制和优化是未来主要的研究方向之一。
1. 离子交换树脂在该领域应用的可行性由于答主目前在供应离子交换树脂，因此想从离子交换树脂方向探究应用可行性与合理性，若有错漏处，欢迎讨论。微：ice15067
依据离子交换树脂的基础常识（离子交换树脂基础知识 - 知乎）可知，离子交换树脂在此应用中的研究方向主要是TMAH的回收以及纯化。通过上文，我们可以发现，TMAH废水主要组成部分是TMAH、双氧水、金属阳离子、光刻胶、悬浮固体杂质、添加剂等。而图3则展示了单纯使用树脂来回收TMAH的工艺。其原理如下：
选择性吸附：R-H（resin） + TMA+ + OH- ⇌ R-TMA + H2O
洗脱：R-TMA + H+ + Cl- ⇌ R-H + TMA+ + Cl-
除氯：R-OH + TMACl ⇌TMAH + R-Cl
在这个工艺中，其实存在不少需要探讨的问题。
首先，该工艺显然忽略了其余杂质的影响，而这显然会极大的影响收率以及TMAH的纯度
金属阳离子
阳离子会占据吸附段树脂交换容量，降低树脂利用率。并且部分随着洗脱段洗脱进入料液，部分永久/长期占据交换位置。
光刻胶、悬浮固体杂质
光刻胶、悬浮固体会积聚在树脂系统内，从而影响树脂系统稳定性以及使用寿命。另外，TMAH中所含的光刻胶会在pH值调节为中性或酸性时，转化为不溶态析出，这点也是需要关注的。
双氧水
双氧水是强氧化剂，可能会对树脂的结构造成一定的破坏，尤其是在含有TMAH的废液中。
这些问题提醒我们，溶液预处理是必须要进行的。另外，从树脂角度考虑，耐氧化性是树脂在这个领域应用非常重要的参考指标。
其次，工艺经济性尤其是除氯制取TMAH阶段
由工艺路线可知，洗脱阶段使用盐酸再生，即形成了HCl与TMACl的混合液。该混合液使用强碱阴树脂除氯制取TMAH是成本较高的方式。其成本主要体现在树脂（阴树脂价格相对高昂、并且由于含有大量盐酸，导致树脂实际利用率极低）、再生剂、再生废水等。
因此，单纯使用离子交换树脂，其经济性、工艺稳定性都是不高的。实际工艺选择上，组合法才是最佳选项。
最后据公开文件“廢水處理技術與操作實務”可知：
图 4
图 5
图 6
图 7
这说明使用组合法（离子交换树脂是重要一环）已经得到市场验证，对于树脂企业而言，迭代优化产品则是重中之重。
结束语：这仅是个人观点，若有疑问，欢迎咨询。