Enzyme-induced carbonate precipitation utilizing synthetic Ca2+-zeolite for low ammonium

• Lee, Seunghyung ^[1] ; Kim, Jongmin ^[1]
  1. [1] Sejong University

     Sejong University

     Corea del Sur

     
• Localización: Materiales de construcción, ISSN 0465-2746, Vol. 73, Nº. 350, 2023
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Precipitación de carbonatos inducia por enzimas empleando Ca2+-zeolitas sintéticas de bajo amonio
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• Resumen
  • español

    En este estudio, se propone una técnica de precipitación de carbonato inducida por enzimas con bajo contenido de amonio (LA-EICP) que utiliza la capacidad de intercambio catiónico de la zeolita para eliminar el amonio, un subproducto de la hidrólisis de la urea perjudicial para el medio ambiente. El proceso LA-EICP es una precipitación de carbonato inducida por enzimas modificadas (EICP) adecuada para la estabilización de suelos, mediante la mezcla de zeolita y la solución resultante de hidrólisis de urea. Las cantidades de carbonato de calcio precipitado y los iones de amonio eliminados por la zeolita sintética modificada con calcio se analizaron a través de pruebas de precipitación en tubos. Además, se midieron y compararon las resistencias a la compresión no confinada de las muestras de suelo para investigar el efecto de refuerzo de LA-EICP. La precipitación de carbonato de calcio dentro de la muestra de suelo también se confirmó mediante análisis de microscopía electrónica de barrido y espectrometría de dispersión de energía. Los resultados mostraron que LA-EICP puede precipitar la misma cantidad de carbonato de calcio que el EICP convencional, mientras elimina casi todos los iones de amonio. Además, la muestra tratada con LA-EICP mostró un mayor aumento de la resistencia que la muestra tratada con EICP convencional, debido al efecto combinado del carbonato de calcio y la zeolita.

  • English

    In this study, a low-ammonium enzyme-induced carbonate precipitation (LA-EICP) technique is proposed that utilizes the cation exchange capability of zeolite to remove ammonium, an environmentally harmful by-product of urea hydrolysis. The LA-EICP process is a modified enzyme-induced carbonate precipitation (EICP) suitable for soil stabilization, by mixing zeolite and resulting solution of urea hydrolysis. The amounts of calcium carbonate precipitated and ammonium ions removed by the synthetic calcium-modified zeolite were analyzed through tube precipitation tests. In addition, the unconfined compressive strengths of the soil specimens were measured and compared to investigate the reinforcing effect of LA-EICP. The precipitation of calcium carbonate within the soil specimen was also confirmed by scanning electron microscope and energy dispersive spectrometry analyses. The results showed LA-EICP can precipitate the same amount of calcium carbonate as conventional EICP, while removing almost all ammonium ions. In addition, the LA-EICP-treated specimen showed a higher strength improvement than the conventional EICP-treated specimen, due to the combined effect of the calcium carbonate and the zeolite.