Traitement des rejets liquides fluorés de l'industrie photovoltaïque

Abstract

L’industrie photovoltaïque fait face à une consommation importante d’eau et par voie de conséquences, une quantité toute aussi importante d’effluents qui doivent être traités. Les impacts environnementaux et économiques associés aux systèmes photovoltaïques sont principalement dus aux effluents d’acide fluorhydrique (HF) générés au cours des différentes étapes de la fabrication. L’objectif de ce travail est d'identifier une méthode fiable et rentable de traitement et de réutilisation de rejets de bains de rinçage HF. Le procédé électrochimique d’électrocoagulation a été choisi pour la multitude d’avantages qu’il procure en termes d’efficacité, simplicité de mise en oeuvre et du point de vue de gain énergétique. Des solutions synthétiques représentant des rejets HF ont été utilisées pour l'étude des principaux facteurs opérationnels affectant la performance du procédé d’électrocoagulation en mode bipolaire. Un temps d’électrolyse de 60 min, une intensité de courant de 150 mA, une série d’électrodes au nombre de 3, une distance inter-électrodes de 1 cm, une concentration d’électrolyte de 0,5 g/L et un pH initial de 7 ont permis d’obtenir un taux d’élimination des fluorures de l’ordre de 92 % à partir d'une concentration initiale de 100 mg/L. Par ailleurs, dans ces conditions, les consommations d'électrodes et d'énergie ainsi que le coût d'exploitation ont été estimés à 0,033 Kg/m3, 0,45 kWh/m3, et 0,09 US $ /m3 respectivement. L’étude de la morphologie des boues produites par différentes techniques de caractérisation à savoir, MEB-EDX, FTIR, et DRX a été réalisée. Les résultats révèlent que le fluorure, le sodium et l’aluminium constituaient la principale composante de la boue générée par le traitement électrochimique des rejets HF. Le procédé d’EC a été également appliqué pour le traitement d’un rejet complexe contenant fluorures et SDS en utilisant des électrodes Al-Fe. Les meilleures conditions de traitement à partir de concentrations initiales de100 mg/L et 60 mg/L pour F- et SDS respectivement sont : combinaison d’électrodes : 2Al-2Fe, pH initial : 7, I : 200 mA et un temps de traitement de 80 min. Les rendements d’abattement correspondants sont de 89,07%%, % et 93,3% pour les fluorures et le SDS, respectivement. Le procédé d’électrocoagulation présente une grande efficacité pour l’élimination simultanée des fluorures et de SDS. A ce stade, les résultats de ce travail indiquent que dans certaines conditions des traitements additionnels d’affinage sont nécessaires, et dépendent de la qualité et des besoins requis pour une éventuelle réutilisation.