Développement d'un procédé électrolytique pour le traitement des eaux résiduaires de l'industrie des semi-conducteurs : mécanismes et modélisation

Abstract

Les effluents fluorés constituent une classe importante dans les rejets de l’industrie des semi-conducteurs. Ils sont générateurs d’une toxicité due aux fluorures mais aussi à d’autres polluants. Les techniques électrochimiques sont d’excellents candidats pour faire face à cette pollution. Dans le présent travail, l’électrocoagulation et l’électroflottation sont utilisées, intégrées ou combinées en fonction de la complexité du rejet. Le nouveau procédé intégré EC/EF présente une bonne efficacité pour l’élimination à la fois des fluorures et de la turbidité. Un temps d’électrolyse de 120 min, une intensité de courant de 640 mA et un pH initial de 7 ont permis d’obtenir des taux d’élimination de l’ordre de 89 % pour les fluorures et 84 % pour la turbidité. L’utilisation du procédé combiné EC-EF avec l’introduction d’une nouvelle anode hybride Fe-Al s’avère très efficace pour le traitement des rejets contenant Cr(VI) et fluorures tout en assurant une bonne clarification. Dans les meilleures conditions (anode hybride : 2Fe-2Al, pH0 : 3, IEC : 500 mA, [NaCl] : 0,025 M et un temps de traitement de 180 min.), les taux d’élimination obtenus du Cr(VI), des fluorures et de la turbidité sont respectivement de 99,7%, 82,7% et 84,4 %. Les boues produites ont été caractérisées par IRTF, DRX et MEB/EDX. Le procédé combiné EC-EF utilisant l’anode hybride Fe-Al a été également appliqué pour le traitement d’un rejet complexe et turbide contenant fluorures, SDS et NH4 +. Dans les meilleures conditions (anode hybride : 2Fe-2Al, pH0 : 7, IEC : 500 mA, [NaCl] : 0,05 M et un temps de traitement de 360 min.), les taux d’élimination correspondants sont de 88,4%, 97,3%, 91,6% et 83,7 % pour les fluorures, le SDS, le NH4 + et la turbidité respectivement. La conception de la cellule, la nature des électrodes, le pH initial, l’intensité du courant et la présence des anions sont des facteurs déterminants pour ces différents procédés.