Produção de biodiesel, situação atual e perspetivas futuras

Foi objetivo deste trabalho, reunir informação sobre o estado atual do biodiesel no seu contexto geral em todo no mundo, fazendo um cruzamento de dados para nos ajudar a compreender a situação atual do biodiesel, em Portugal, assim como na Europa e no mundo. Começou-se por realçar a importância do Biodiesel, vantagens e desvantagens da utilização do biodiesel, considerando os aspetos ambientais, sociais e políticos associados à produção e utilização de biodiesel. No caso europeu, foi sublinhada a relevância da produção de biodiesel no contexto atual da diretiva renováveis. No que diz respeito a Europa, a colza e o girassol são as oleaginosas que representam um papel mais relevante na produção de biodiesel. A França e a Alemanha são países de destaque na Europa neste contexto, em que a Alemanha é responsável por cerca de 42% da produção mundial, sendo a sua produção feita a partir da colza. Na Europa, as principais empresas que estão a produzir biodiesel são a OVI, Prio Energy e Ecomotion. Os principais constrangimentos à produção de culturas para produção de biodiesel prendem-se com a mudança de uso do solo. Foi também objetivo salientar alguns aspetos e dados sobre a situação nacional. Atualmente as grandes produtoras de biocombustíveis – biodiesel –, a nível nacional são a Iberol e a Torrejana, detida pela Tracopol (base soja e colza). Estas duas empresas têm uma capacidade instalada de 200 mil toneladas, que é adquirida na totalidade pela Galp, o que permitiu atingir os 3% de penetração no combustível líquido comercializado. No entanto, em termos de área agrícola necessária a GALP aponta para a necessidade de 700000 e 1000000 ha, sendo inevitável a importação de semente para a produção de biocombustíveis. No que diz respeito ao continente americano, a oleaginosa mais usada é a soja sendo os principais países produtores o Brasil e os EUA. Também neste continente, a mudança do uso do solo é uma das principais condicionantes à produção destas culturas ricas em óleo. O continente asiático tem apostado fortemente na produção de culturas oleaginosas, com maior relevância para o óleo de palma. No extremo oriente, o óleo de palma é a matéria-prima mais representativa para a produção de biodiesel, sendo os principais países produtores a Malásia, a Indonésia e a China. A mudança do uso do solo é também problemática na produção de culturas para produção de óleo. No continente africano, Moçambique foi o país abordado com as suas culturas energéticas, as problemáticas das divisões dos terrenos e a aposta da Galp e da Visabeira no óleo de jatropha e de palma. No resto do continente a aposta tem recaído na produção de jatropha mas sem grandes sucessos.

Desenvolvimento de soluções para aproveitamento de subproduto da produção de Biodiesel e outras matérias-primas com acidez livre

A presente dissertação tem como objectivo o estudo de soluções para o aproveitamento de um subproduto com elevado teor em ácidos gordos livres (FFA) produzido na Unidade de Produção de Biodiesel da IBEROL, bem como a incorporação de matérias-primas alternativas de segunda geração. Para tal, foi elaborado um estudo de viabilidade económica assente em 5 propostas, solicitadas a 5 fornecedores, correspondendo cada uma delas a uma diferente tecnologia de pré-tratamento de matérias-primas com elevada acidez (A a E). Estabeleceram-se, previamente, critérios técnicos e económicos que permitiram avaliar as propostas e efectuar a sua hierarquização. Em seguida, foi realizada uma análise de sensibilidade a alguns parâmetros da qual resultaram 23 cenários, que se revelaram pouco influentes para a selecção do pré-tratamento, devido aos resultados negativos que apresentaram. Como tal, passou-se à análise de cenários estratégicos, da qual se concluiu que a instalação de um pré-tratamento só compensa para valores de incorporação de MPRs elevados. Com base na avaliação dos diferentes cenários acima mencionados, foi possível afirmar que as tecnologias C e D são as que apresentariam melhores resultados em termos económicos para a empresa. Contudo, devido à proximidade dos valores de VAL e Payback time obtidos em ambos os casos, é importante salvaguardar que existem grandes diferenças entre as duas tecnologias, no que toca às condições operatórias. Assim, pelos critérios técnicos, conclui-se que a redução do elevado teor de ácidos gordos livres presentes em matérias-primas como as gorduras animais e os óleos vegetais usados pode ser eficientemente levada a cabo pela tecnologia D, sem limitações no que diz respeito à acidez à entrada do processo, como as que se verificam na tecnologia C. Foi também estudada, a possibilidade de um revamping à Unidade de Neutralização e Desgomagem química da IBEROL para um aumento de capacidade de produção de óleo neutro. Após a realização de várias experiências, concluiu-se que seriam necessárias algumas alterações à unidade actual, executáveis com um baixo investimento, nomeadamente, uma intervenção para aumento do número de placas dos permutadores. Para as condições habituais (acidez e incorporação) de operação da neutralização e desgomagem química, prevê-se um aumento de capacidade de, aproximadamente,11%.

Optimization of wastewater quality in the Sines refinery

In order to address and resolve the wastewater contamination problem of the Sines refinery with the main objective of optimizing the quality of this stream and reducing the costs charged to the refinery, a dynamic mass balance was developed nd implemented for ammonia and polar oil and grease (O&G) contamination in the wastewater circuit. The inadequate routing of sour gas from the sour water stripping unit and the kerosene caustic washing unit, were identified respectively as the major source of ammonia and polar substances present in the industrial wastewater effluent. For the O&G content, a predictive model was developed for the kerosene caustic washing unit, following the Projection to Latent Structures (PLS) approach. Comparison between analytical data for ammonia and polar O&G concentrations in refinery wastewater originating from the Dissolved Air Flotation (DAF) effluent and the model predictions of the dynamic mass balance calculations are in a very good agreement and highlights the dominant impact of the identified streams for the wastewater contamination levels. The ammonia contamination problem was solved by rerouting the sour gas through an existing clogged line with ammonia salts due to a non-insulated line section, while for the O&G a dynamic mass balance was implemented as an online tool, which allows for prevision of possible contamination situations and taking the required preventive actions, and can also serve as a basis for establishing relationships between the O&G contamination in the refinery wastewater with the properties of the refined crude oils and the process operating conditions. The PLS model developed could be of great asset in both optimizing the existing and designing new refinery wastewater treatment units or reuse schemes. In order to find a possible treatment solution for the spent caustic problem, an on-site pilot plant experiments for NaOH recovery from the refinery kerosene caustic washing unit effluent using an alkaline-resistant nanofiltration (NF) polymeric membrane were performed in order to evaluate its applicability for treating these highly alkaline and contaminated streams. For a constant operating pressure and temperature and adequate operating conditions, 99.9% of oil and grease rejection and 97.7% of chemical oxygen demand (COD) rejection were observed. No noticeable membrane fouling or flux decrease were registered until a volume concentration factor of 3. These results allow for NF permeate reuse instead of fresh caustic and for significant reduction of the wastewater contamination, which can result in savings of 1.5 M€ per year at the current prices for the largest Portuguese oil refinery. The capital investments needed for implementation of the required NF membrane system are less than 10% of those associated with the traditional wet air oxidation solution of the spent caustic problem. The operating costs are very similar, but can be less than half if reusing the NF concentrate in refinery pH control applications. The payback period was estimated to be 1.1 years. Overall, the pilot plant experimental results obtained and the process economic evaluation data indicate a very competitive solution through the proposed NF treatment process, which represents a highly promising alternative to conventional and existing spent caustic treatment units.

Consumer satisfaction with water, wastewater and waste services in Portugal

While the concept of consumer satisfaction is a central topic in modern marketing theory and practice, citizens' satisfaction with public services, and especially water and waste services, is a eld that still remains empirically rather unexplored. The following study aims to contribute to this area by analysing the determinants of user satisfaction in the water, wastewater and waste sector in Portugal, using a unique survey of 1070 consumers undertaken by the Portuguese Water and Waste Regulator ERSAR. I perform an analysis of the relation between overall service satisfaction and attributespeci c service satisfaction with an ordered logit model. I then explore if subjective consumer satisfaction can be re ected by ERSAR's technical performance indicators. The results suggest that overall consumer satisfaction is driven by consumer's satisfaction with speci c service aspects but unrelated to socioeconomic and demographic characteristics. Furthermore, I show that there is no monotonic association between ERSAR's technical performance indicators and consumers' levels of satisfaction.

Removal of organic contaminants from wastewater using the electrodialytic process

Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) are widely used on a daily basis. After their usage they reach the wastewater treatment plants (WWTPs). These compounds have different physico-chemical characteristics, which makes them difficult to completely remove in the WWTPs, througth conventional treatments. Currently, there is no legislation regarding PPCPs thresholds in effluent discharge. But, even at vestigial concentrations, these compounds enclose environmental risks due to, e.g., endocrine disruption potential. There is a need of alternative techniques for their removal in WWTPs. The main goal of this work was to assess the use of electrodialytic (ED) process to remove PPCPs from the effluent to be discharged. A two-compartment ED cell was used testing (i) the effluent position in the cell (anode and cathode compartment); (ii) the use of anion (AEM) and cation exchange membrane (CEM); (iii) the treatment period (6, 12 and 24 hours); (iv) effluent recirculation and current steps; (v) the feasibility of sequential treatments. Phosphorus (P) removal from effluent and energetic costs associated to the process were also evaluated. Five PPCPs were studied – caffeine (CAF), bisphenol A (BPA), 17 β-estradiol (E2), ethinyl estradiol (EE2) and oxybenzone (MBPh). The ED process showed to be effective in the removal when effluent is in the anode compartment. Oxidation is suggested to be the main removal process, which was between 88 and 96%, for all the compounds, in 6 hours. Nevertheless, the presence of intermediates and/or by-products was also observed in some cases. Effluent recirculation should have a retention time in the ED cell big enough to promote removal whereas the current steps (effluent in anode compartment) slightly increased removal efficiencies (higher than 80% for all PPCPs). The sequential set of ED treatment (effluent in anode compartment) showed to be effective during both periods with a removal percentage between 80 and 95% and 73 to 88% in the case of AEM and CEM, respectively. Again, the main removal process is strongly suggested to be oxidation in the anode compartment. However, there was an increase of BOD5 and COD, which might be explained by effluent spiking, these parameters limiting the effluent discharge. From these treatments, the use of AEM, enhanced the P removal from effluent to minimize risk of eutrophication. Energetic costs of the best set-up (6 hours) are approximately 0,8€/m3 of wastewater, a value considered low, attending to the prices of other treatment processes.