Traitement biologique d'effluents aqueux industriels - Mise au point de tests batchs de fermentation anaérobie
Direction Expérimentation Procédés

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Traitement biologique d’effluents aqueux industriels – Mise au point de tests batchs de fermentation anaérobie

Acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement, IFP Energies nouvelles (IFPEN) s’engage depuis de nombreuses années pour proposer des solutions innovantes en faveur d’un mix énergétique durable visant à gagner en efficacité énergétique, à réduire les émissions de CO₂ et de polluants, à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports, tout en répondant à la demande en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie. Face au besoin urgent de préserver nos ressources en eau et de limiter les sources d’émission de pollution, le traitement de l’eau constitue un des défis majeurs à relever dans la gestion des effluents industriels.

Dans ce cadre, IFPEN propose une étude permettant de développer nos connaissances sur le traitement biologique par voie anaérobie d’effluents aqueux issus d’un procédé IFPEN de production de de biocarburants. Ce traitement, qui constitue la première brique de la chaîne, permet d’éliminer une partie des polluants organiques présents dans ces effluents aqueux, en produisant du biogaz. Cette étude vise à mettre au point la méthodologie analytique permettant d’une part de caractériser la digestibilité des effluents aqueux et d’autre part la toxicité de différents polluants sur l’activité des micro-organismes permettant la décomposition de la matière organique fermentescible.

Objectifs du stage :

Cette étude a pour double objectifs de mettre au point l’acquisition de données expérimentales clefs et leur interprétation approfondie dans le cadre d’un traitement anaérobie appliqué à des eaux de process chargées en matières organiques.

Cette étude s’articule en trois volets principaux :

• Tâche 1 : Mise au point d’une méthode analytique permettant de caractériser la biodégradabilité des effluents aqueux à traiter, via des tests batchs de fermentation anaérobie. Il s’agit là de faire une étude paramétrique des conditions opératoires du test pour un effluent aqueux choisi, afin de définir les conditions opératoires optimales. Une méthode de mesure de la DCO via une sonde de spectrométrie UV sera également développée, de façon à pouvoir suivre en continu l’évolution de la DCO au cours des tests.
• Tâche 2 : Caractérisation de différents échantillons aqueux incluant le test de biodégradabilité défini au cours de la tâche 1. Cette tâche englobe un volet analytique complet permettant d’identifier et quantifier les impuretés présentes en début et fin de test, pour essayer de corréler les résultats de tests de biodégradabilité avec la conversion mesurée des différents polluants organiques et d’identifier les polluants les plus réfractaires.
• Tâche 3 : Caractérisation de la toxicité de différents polluants organiques, via la réalisation de tests batchs de fermentation anaérobie sur substrat modèle.

Profil recherché :

Bac+4

Langue Française ou Anglaise, curiosité scientifique, enthousiasme, autonomie, rigueur.

• Solides connaissances en Génie des procédés.
• Des connaissances en Génie de l’eau et/ou Environnement seront un plus.

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Context :

A major player in research and training in the fields of energy, transportation, and the environment, IFP Energies nouvelles (IFPEN) has been committed for many years to offering innovative solutions for a sustainable energy mix aimed at improving energy efficiency, reducing CO2 and pollutant emissions, and improving the environmental footprint of industry and transport, while meeting demand for mobility, energy, and chemical products. Given the urgent need to preserve our water resources and limit sources of pollution, water treatment is one of the major challenges in industrial effluent management. In this context, IFPEN is proposing a study to develop our knowledge of the anaerobic biological treatment of aqueous effluents from an IFPEN biofuel production process. This treatment, which is the first step in the chain, eliminates some of the organic pollutants present in these aqueous effluents by producing biogas. This study aims to develop an analytical methodology to characterize the digestibility of the aqueous effluents and the toxicity of various pollutants on the activity of microorganisms that break down fermentable organic matter.

Description :

This study has two objectives: to develop key experimental data acquisition methods and to conduct an in-depth interpretation of this data in the context of anaerobic treatment applied to process water containing organic matter.

This study is divided into three main parts:

• Task 1: Development of an analytical method to characterize the biodegradability of the aqueous effluents to be treated, using anaerobic fermentation batch tests. This involves conducting a parametric study of the test operating conditions for a selected aqueous effluent in order to define the optimal operating conditions. A method for measuring COD using a UV spectrometry probe will also be developed so that COD changes can be monitored continuously during the tests.
• Task 2: Characterization of different aqueous samples, including the biodegradability test defined in Task 1. This task includes a comprehensive analytical component to identify and quantify the impurities present at the start and end of the test, in order to correlate the biodegradability test results with the measured conversion of the various organic pollutants and identify the most refractory pollutants.
• Task 3: Characterization of the toxicity of various organic pollutants through anaerobic fermentation batch tests on a model substrate

Required profile :

English or French, curiosity, enthusiasm, autonomy.

• Strong background in Chemical Engineering.
• Knowledge in Water Engineering and/or Environment would be a plus.