Destruction of Direct Blue 106 Dye in Underwater Discharge

An application of underwater discharge is one possible way how make the destruction of organic dyes. This contribution presents results of Direct Blue 106 destruction in discharge generated in bubbles. The initial conductivity value of 30 microS/cm was obtained using electrolyte; the starting dye concentration was 20 mg/l. The DC voltage from 1.5 kV to 3.0 kV was applied to generate the discharge at the mean current of 10-30 mA. The system was bubbled through the high voltage capillary electrode by He, Ar and N2 at the constant gas follow of 200 sccm. The dye destruction rate was directly proportional to the applied discharge current, so the highest efficiency was reached at the current of 30 mA. The destruction rate was strongly dependent on the filling gas. While using He and Ar only 4% destruction was obtained during the 20 minutes treatment at 10 mA of discharge current but the decomposition of 52 % was reached if nitrogen was introduced into the high voltage electrode. The destruction efficiency of about 40 % (He, Ar) and over 60 % in nitrogen was reached at discharge current of 30 mA. This enormous difference was probably connected not only to the production of hydrogen peroxide that seems to be usually the main oxidative specie in under water discharges but also atomic and excited nitrogen particles, both atomic and molecular, can have very positive effect in the dye destruction. The detailed study of the kinetic mechanisms leading to the Direct Blue 106 dye destruction will be a subject of the further studies.
Jedna z možností, jak odstraňovat organická barviva, je aplikace výboje pod vodou. Tento příspěvek prezentuje výsledky rozkladu Saturnové modři LB (Direct Blue 106) pomocí výboje generovaného v bublinách. Počáteční hodnota vodivosti 30 microS/cm byla nastavena elektrolytem; počáteční koncentrace barviva byla 20 mg/l. Pro generaci výboje bylo použito stejnosměrné napětí od 1,5 do 3 kV při proudu 10-30 mA. Systémem byl probubláván skrze vysokonapěťovou elektrodu ve tvaru kapiláry konstantním proudem plynů (200 sccm) He, Ar a N2. Míra rozkladu barviva byla přímo úměrná aplikovanému výbojovému proudu, takže nejvyšší účinnost byla dosažena při proudu 30 mA. Míra rozkladu byla silně závislá na druhu plynu. Pokud byl použit He nebo Ar, pouze 4 % barviva byly rozloženy během 20 minut při proudu 10 mA, ale až 52 % bylo dosaženo při použití dusíku. Při použití proudu 30 mA bylo dosaženo účinnosti rozkladu okolo 40 % (He, Ar) a přes 60 % u dusíku. Tento enormní rozdíl byl pravděpodobně způsoben nejen produkcí peroxidu vodíku, který se jeví jako hlavní oxidační částice ve výboji pod vodou, ale také atomárními a excitovanými částicemi dusíku. Detailní studie kinetických mechanismů vedoucích k rozkladu barviva Saturnová modř LB bude předmětem dalšího výzkumu.