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    Enhancement of methane production from the anaerobic digestion of chemical pulp and paper mill effluents

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    Sustainability of resources such as energy, water and waste have become important drivers in our current economy. For large industries that are water and energy intensive like pulp and paper (P&P) mills, this is a specifically relevant issue. The large and heterogenous volumes of effluents in P&P mills make it a difficult task to properly treat before discharge. Anaerobic digestion is an efficient wastewater technology that cleans the effluent, reduces wasted sludge and simultaneously produces methane that can be further used as energy. The research work described in this thesis aims to enhance the methane production from the anaerobic digestion of different chemical P&P mill effluents. Through effluent characterization, variability of process parameters, promoting agents and the assessment of biochemical methane potential (BMP) tests, the benefits of three potential methods to enhance methane yields of wastewaters were evaluated. In addition, the conversion of chemical pulp fibers directly to methane was explored. The attained results described the different improvements that can be made to enhance methane production. Easily degradable effluents such as hydrolyzed filtrates and evaporator condensates contain high concentrations of sugars and acetic acid respectively, which could encourage an oversaturation of acids during acidogenesis. An inoculum to substrate ratio (ISR) of 2 proved to be the optimal in order to add the required buffering capacity to neutralize the pH and produce significantly high methane yields of up to 333 mLCH4/gVS. The high productivity of these effluents can be then considered for co-digestion with harder to treat effluents such as lignin-rich streams. Lignin clearly hinders methane production indicated by the negative linear correlation found between lignin content and methane yield. The co-digestion of lignin-rich effluent with evaporator condensates from neutral sulfite semi-chemical (NSSC) pulping proved to enhance the overall methane productivity of the mill´s wastewater treatment. Furthermore, the assessment of hydrotalcites (HT) addition indicated a contribution towards an increase in methane yield, faster production rates and a greater lignin removal. The poor performance of calcined HT suggests that the advantages of HT addition came from the layered sheet structure. Finally, besides establishing the methane potential in various P&P effluents, the examination of methane productivity of different pulp fibers and its products proved to be a promising new energy alternative to explore. Brown, oxygen delignified and bleached pulp gathered biodegradabilities of up to 90% and methane yields as high as 380 mLCH4/gVS. With the current changing bio-economy this last approach paves the way in exploring alternative and novel uses for chemical pulp mill products.La sostenibilidad en la gestión de recursos como la energía, el agua y los residuos se ha convertido en un aspecto clave en nuestra economía actual. Para grandes industrias que consumen mucha agua y energía, como la industria de pulpa y papel (P&P) este es un tema especialmente relevante. Los grandes y heterogéneos volúmenes de efluentes que producen las fábricas de P&P hacen que su adecuado tratamiento sea una tarea difícil. La digestión anaerobia es una tecnología eficiente para el tratamiento de aguas residuales; que limpia el efluente, reduce el lodo producido y simultáneamente produce metano que puede usarse como fuente de energía. El objetivo del trabajo de investigación descrito en esta tesis es aumentar la producción de metano a partir de la digestión anaerobia de diferentes efluentes producidos en fábricas de pulpa. A través de la caracterización del efluente, determinación de parámetros del proceso, agentes promotores y la evaluación de pruebas de producción de metano bioquímico se evaluaron los beneficios de tres métodos potenciales para mejorar los rendimientos de metano de los efluentes. Asimismo, se exploró la conversión directa de fibras de pulpa química a metano. Los efluentes fácilmente degradables, como los filtrados hidrolizados y los condensados del evaporador, contienen altas concentraciones de azúcares y ácido acético, respectivamente, lo que podría provocar una sobresaturación de ácidos durante la acidogénesis. Se ha demostrado que una relación de inóculo a sustrato de 2 resulta óptima para aumentar la capacidad tampón del sistema y neutralizar el pH y producir rendimientos de metano significativamente altos, de hasta 333 mLCH4/gVS. La alta productividad de estos efluentes hace que se puedan considerar para la co-digestión con efluentes más difíciles de tratar, como las aguas ricas en lignina. Claramente la lignina obstaculiza la producción de metano, tal y como indica la correlación lineal negativa encontrada entre el contenido de lignina y el rendimiento de metano. La co-digestión del efluente rico en lignina con el condensado de evaporadores de pulpa semi-química de sulfito ha demostrado mejorar la productividad de metano en el tratamiento de aguas residuales de la planta. Además, la adición de hidrotalcitas (HT) como catatlizadores contribuye hacia un aumento en la producción de metano, tasas de producción más rápidas y una mayor eliminación de lignina. Con HT calcinadas se han obtenido rendimientos bajos, lo que sugiere que las ventajas de la adición de HT provienen de su estructura laminar. Finalmente, además de establecer el potencial de metano que existen en los efluentes de P&P, la evaluación de la productividad de metano de diferentes fibras de pulpa y sus productos ha demostrado ser una nueva alternativa energética para explorar. El uso de pulpa blanqueada, sin blanquear y deslignificada con oxígeno muestran biodegradabilidades de hasta 90% y rendimientos de metano de hasta 380 mLCH4/gVS. Con la cambiante bioeconomía actual, este último enfoque estimula la exploración de usos alternativos y novedosos para productos de plantas de pulpa química

    Enhancement of methane production from the anaerobic digestion of chemical pulp and paper mill effluents

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    Tesi en modalitat de cotutela, Universitat Politècnica de Catalunya i Aalto University, el marc del programa Erasmus Mundus SELECT+ Aplicat embargament des de la defensa de la tesi fins maig 2020.Sustainability of resources such as energy, water and waste have become important drivers in our current economy. For large industries that are water and energy intensive like pulp and paper (P&P) mills, this is a specifically relevant issue. The large and heterogenous volumes of effluents in P&P mills make it a difficult task to properly treat before discharge. Anaerobic digestion is an efficient wastewater technology that cleans the effluent, reduces wasted sludge and simultaneously produces methane that can be further used as energy. The research work described in this thesis aims to enhance the methane production from the anaerobic digestion of different chemical P&P mill effluents. Through effluent characterization, variability of process parameters, promoting agents and the assessment of biochemical methane potential (BMP) tests, the benefits of three potential methods to enhance methane yields of wastewaters were evaluated. In addition, the conversion of chemical pulp fibers directly to methane was explored. The attained results described the different improvements that can be made to enhance methane production. Easily degradable effluents such as hydrolyzed filtrates and evaporator condensates contain high concentrations of sugars and acetic acid respectively, which could encourage an oversaturation of acids during acidogenesis. An inoculum to substrate ratio (ISR) of 2 proved to be the optimal in order to add the required buffering capacity to neutralize the pH and produce significantly high methane yields of up to 333 mLCH4/gVS. The high productivity of these effluents can be then considered for co-digestion with harder to treat effluents such as lignin-rich streams. Lignin clearly hinders methane production indicated by the negative linear correlation found between lignin content and methane yield. The co-digestion of lignin-rich effluent with evaporator condensates from neutral sulfite semi-chemical (NSSC) pulping proved to enhance the overall methane productivity of the mill´s wastewater treatment. Furthermore, the assessment of hydrotalcites (HT) addition indicated a contribution towards an increase in methane yield, faster production rates and a greater lignin removal. The poor performance of calcined HT suggests that the advantages of HT addition came from the layered sheet structure. Finally, besides establishing the methane potential in various P&P effluents, the examination of methane productivity of different pulp fibers and its products proved to be a promising new energy alternative to explore. Brown, oxygen delignified and bleached pulp gathered biodegradabilities of up to 90% and methane yields as high as 380 mLCH4/gVS. With the current changing bio-economy this last approach paves the way in exploring alternative and novel uses for chemical pulp mill products.La sostenibilidad en la gestión de recursos como la energía, el agua y los residuos se ha convertido en un aspecto clave en nuestra economía actual. Para grandes industrias que consumen mucha agua y energía, como la industria de pulpa y papel (P&P) este es un tema especialmente relevante. Los grandes y heterogéneos volúmenes de efluentes que producen las fábricas de P&P hacen que su adecuado tratamiento sea una tarea difícil. La digestión anaerobia es una tecnología eficiente para el tratamiento de aguas residuales; que limpia el efluente, reduce el lodo producido y simultáneamente produce metano que puede usarse como fuente de energía. El objetivo del trabajo de investigación descrito en esta tesis es aumentar la producción de metano a partir de la digestión anaerobia de diferentes efluentes producidos en fábricas de pulpa. A través de la caracterización del efluente, determinación de parámetros del proceso, agentes promotores y la evaluación de pruebas de producción de metano bioquímico se evaluaron los beneficios de tres métodos potenciales para mejorar los rendimientos de metano de los efluentes. Asimismo, se exploró la conversión directa de fibras de pulpa química a metano. Los efluentes fácilmente degradables, como los filtrados hidrolizados y los condensados del evaporador, contienen altas concentraciones de azúcares y ácido acético, respectivamente, lo que podría provocar una sobresaturación de ácidos durante la acidogénesis. Se ha demostrado que una relación de inóculo a sustrato de 2 resulta óptima para aumentar la capacidad tampón del sistema y neutralizar el pH y producir rendimientos de metano significativamente altos, de hasta 333 mLCH4/gVS. La alta productividad de estos efluentes hace que se puedan considerar para la co-digestión con efluentes más difíciles de tratar, como las aguas ricas en lignina. Claramente la lignina obstaculiza la producción de metano, tal y como indica la correlación lineal negativa encontrada entre el contenido de lignina y el rendimiento de metano. La co-digestión del efluente rico en lignina con el condensado de evaporadores de pulpa semi-química de sulfito ha demostrado mejorar la productividad de metano en el tratamiento de aguas residuales de la planta. Además, la adición de hidrotalcitas (HT) como catatlizadores contribuye hacia un aumento en la producción de metano, tasas de producción más rápidas y una mayor eliminación de lignina. Con HT calcinadas se han obtenido rendimientos bajos, lo que sugiere que las ventajas de la adición de HT provienen de su estructura laminar. Finalmente, además de establecer el potencial de metano que existen en los efluentes de P&P, la evaluación de la productividad de metano de diferentes fibras de pulpa y sus productos ha demostrado ser una nueva alternativa energética para explorar. El uso de pulpa blanqueada, sin blanquear y deslignificada con oxígeno muestran biodegradabilidades de hasta 90% y rendimientos de metano de hasta 380 mLCH4/gVS. Con la cambiante bioeconomía actual, este último enfoque estimula la exploración de usos alternativos y novedosos para productos de plantas de pulpa química.Postprint (published version

    Anaerobic co-digestion of acetate-rich with lignin-rich wastewater and the effect of hydrotalcite addition

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    The methane potential and biodegradability of different ratios of acetate and lignin-rich effluents from a neutral sulfite semi-chemical (NSSC) pulp mill were investigated. Results showed ultimate methane yields up to 333 ± 5 mL CH4/gCOD when only acetate-rich substrate was added and subsequently lower methane potentials of 192 ± 4 mL CH4/gCOD when the lignin fraction was increased. The presence of lignin showed a linear decay in methane production, resulting in a 41% decrease in methane when the lignin-rich feed had a 30% increase. A negative linear correlation between lignin content and biodegradability was also observed. Furthermore, the effect of hydrotalcite (HT) addition was evaluated and showed increase in methane potential of up to 8%, a faster production rate and higher soluble lignin removal (7–12% higher). Chemical oxygen demand (COD) removal efficiencies between 64 and 83% were obtained for all samples.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

    REDE SOCIAL INFORMAL E TRANSFERÊNCIA DE CONHECIMENTO TÉCNICO EM P&D

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    No mundo corporativo há um crescente interesse em Gestão de Conhecimento (CG). A capacidade das empresas de compilar o conhecimento acumulado, organizá-lo e torná-lo uma vantagem competitiva, é hoje o grande desafio das empresas modernas. Cada vez mais, as organizações são valoradas por aquilo que sabem. Conhecer a organização, sua cultura e como seus funcionários se relacionam formal ou informalmente, torna-se fundamental para a elaboração de estratégias para implantação de uma GC eficiente. O relacionamento formal é facilmente identificado nos organogramas de qualquer tipo de organização já os relacionamentos informais, que geram grande sinergia, são pouco explorados como forma de compartilhamento de conhecimento.O presente artigo tem como objetivo apresentar como ocorre o relacionamento interpessoal numa gerência geral do CENPES (Centro de Pesquisas Leopoldo Américo Miguez de Mello) que desenvolve projetos de engenharia básica para a indústria do petróleo e gás, identificando seus principais atores através da técnica da Análise das Redes Sociais (ARS). Buscou-se revelar como a amostra de funcionários está organizada, levando-se em consideração quatro fatores de análise, a saber: informação, conhecimento, amizade e confiança. Para obtenção dos dados foi realizada uma pesquisa através de questionários aplicados aos funcionários da unidade estudada. Para as análises foram utilizadas as ferramentas UCINET e NETDRAW. Como resultados foram identificados os principais atores dos quatro fatores de análise e qual o relacionamento entre o grupo. Verificou-se gargalo na transferência de informação e conhecimento bem como pouca interação entre as gerências estudadas

    New alternative energy pathway for chemical pulp mills: from traditional fibers to methane production

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    Chemical pulp mills have a need to diversify their end-product portfolio due to the current changing bio-economy. In this study, the methane potential of brown, oxygen delignified and bleached pulp were evaluated in order to assess the potential of converting traditional fibers; as well as microcrystalline cellulose and filtrates; to energy. Results showed that high yields (380 mL CH4/gVS) were achieved with bleached fibers which correlates with the lower presence of lignin. Filtrates from the hydrolysis process on the other hand, had the lowest yields (253 mL CH4/gVS) due to the high amount of acid and lignin compounds that cause inhibition. Overall, substrates had a biodegradability above 50% which demonstrates that they can be subjected to efficient anaerobic digestion. An energy and cost estimation showed that the energy produced can be translated into a significant profit and that methane production can be a promising new alternative option for chemical pulp mills.Postprint (author's final draft

    Diferenciación de producto y actividad exportadora de las empresas manufactureras españolas (1990-1996)

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    El objetivo de este trabajo es ofrecer información acerca de los efectos vinculados a la diferenciación de producto sobre las exportaciones de las empresas manufactureras españolas en la primera mitad de la década de los noventa. Para ello se hace uso de la información suministrada por la Encuesta Sobre Estrategias Empresariales (ESEE) para el periodo comprendido entre 1990 y 1996. La ESEE constituye una de las escasas fuentes que proporciona información anual de empresas en España. De hecho, sólo las encuestas que el Instituto de Comercio Exterior ha venido realizando proporciona una información comparable para todo el territorio económico

    Émergence d’espaces de parole et d’action autour de l’utilisation de psychotropes : La Gestion autonome des médicaments de l’âme

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    Depuis leur introduction en psychiatrie, les psychotropes sont de plus en plus prescrits. Les personnes qui les consomment entretiennent des rapports complexes avec cette médication et vivent ses conséquences négatives de même que ses limites sans toujours trouver l’espace pour en parler et pour influencer les prescripteurs afin que la médication soit davantage au service de leurs propres projets et de leur mieux-être. Cet article vise, d’une part, à décrire un long processus dans lequel se mêlent réflexion, recherche et action et, d’autre part, à exposer les principales dimensions d’une approche novatrice ayant permis de transformer les plaintes individuelles des personnes en une prise de parole collective et de proposer des pratiques plus respectueuses de la diversité de leurs expériences. Développée dans le réseau des ressources alternatives en santé mentale au Québec, cette approche est connue sous le nom de « Gestion autonome de la médication » (GAM).Published data concerning the point of view of people with mental health problems has shown that they develop complex relations with psychotropic medication. Furthermore, they sometimes experiment the negative consequences of the medication coupled with their limitations without finding the required spaces to speak and influence the prescribers to better adapt the use of medication to their own personal projects, desires and well-being. This article’s aim is to examine the principal dimensions of a long process (combining ideas, research and action) which has allowed to transform the complaints of people with mental health problems in a new way of looking at the medication question within the prescriptive practices and the diversity of personal experiences. This approach has been developed in Quebec within alternative community groups in mental health
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