تاریخچه تصفیه آب را میتوان در اولین تمدنی که ثبت شده است، دنبال کرد. در طول تاریخ، تصفیه آب جهت بهبود بهداشت و شفافیت آب برای مصارف آشامیدن و یا حمام کردن، مورد استفاده قرار می گرفته است. در دوران مدرن، فرایند تصفیه آب به طور گسترده ای در صنعت و تجارت نیز به کار گرفته شده است. تاریخچه تصفیه آب با تاریخچه ارتقاء بهداشت عمومی ارتباط نزدیکی دارد.
قدمت تصفیه آب
تصفیه آب در هند باستان و مصر
در نوشته های مصر باستان و سانسکریت مستنداتی مبنی بر نگه داشتن آب خالص برای مصارف آشامیدنی، یافت شده است. جوشاندن و حرارت دادن آب زیر نور خورشید روشی ویژه بوده که در قرون 3 یا 4 (Sushruta Samhita) به کار گرفته می شد. مستندات همچنین بیان می کنند که از طریق شن و ماسه و شن های درشت فرایند تصفیه آب و فیلتراسیون آب صورت میگرفته است. تصاویر موجود در معابد مصر قدیم که مربوط به قرن 15 یا 13 می باشند، وجود انواع دستگاه تصفیه آب را در آن زمان تایید می کنند.
تصویر زیر، نقاشی دیواری از جالینیوس و بقراط در قرن دوازدهم است. در گوشه تصویر یک فیلتر آب ابتدایی برای تصفیه آب طراحی شده است.
یونان
بقراط در زمینه تصفیه آب آزمایشاتی انجام داده است. نظریه او در مورد چهار اخلاط (طبع) در بدن، او را به این باور رساند که جهت حفظ سلامتی باید این چهار اخلاط در تعادل نگه داشته شوند. او توصیه میکرد تا بیماران تب دار حمام آب سرد بگیرند و با اینکار هم دمای بدن آنها متعادل شده و هم چهار اخلاط به حالت تعادل میرسند. بقراط معتقد بود که آب باید خالص و پاک باشد و از این رو او یک فیلتر تصفیه آب ابتدایی را جهت پاکسازی آب برای بیماران خود، طراحی کرد.
بعدها این فیلتر تصفیه آب به نام جلد یا غلاف بقراط شناخته شد. این فیلتر آب یک کیسه پارچه ای بود که آب بعد از جوشاندن در این کیسه ریخته شده و تصفیه و پاکسازی میگردید.
روشهای مختلفی برای از بین بردن مزه بد آب مورد استفاده قرار میگرفته است. در اولین قرن پیش از میلاد توصیه می شد تا برگ بو در آب باران قرار دهند، Paxamus پیشنهاد دادند که با قرار دادن کیسه ای حاوی مرجان کبود و جو زرد در آب، مزه بد آن گرفته خواهد شد. و Arabianalchemist, Gerber در قرن هشتم، دستگاه های مختلف تقطیر آب جهت پاکسازی آن را تشریح کردند که در آن با بکار گیری از لوله ها میتوان آب را از یک مجرا به مجرای دیگر انتقال داد.
تاریخ جدید
سر فرانسیس بیکن در تالیف معروف خود به نام" تاریخ طبیعت در ده قرن" در مورد نمکزدایی و شروع اولین آزمایشات علمی در مورد تصفیه آب توضیح داده است. او اعتقاد دارد که اگر آب دریا در میان شن و ماسه تراوش یابد، میتواند از نمک خالص گردد. او تصور میکرد که ذرات شن و ماسه مانعی برای عبور نمک موجود در آب میگردد. اگرچه نظریه او نادرست است، اما یک شروع جدیدی در این زمینه می باشد.
آزمایشی در زمینه فیلتراسیون شنی توسط فیزیکدان ایتالیایی، لوکاس آنتونیوس انجام شد. او شرح داد که آزمایشات فیلتراسیون خود را با استفاده از سه جفت فیلتر شنی انجام داده است.
آنتونی وان لیوونهوک و رابرت هوک ملقب به پدران میکروسکوپ، میکروسکوپ های جدیدی را برای مشاهده ذرات کوچکی که در آب معلق هستند، معرفی کردند. که این زمینه را برای درک پاتوژن های موجود در آب را در آینده فراهم میسازد.
فیلتر شن و ماسه
اولین سند تاریخی به کارگیری فیلتر شن و ماسه جهت پاکسازی آب مربوط به سال 1804 می باشد. زمانی که صاحب یک سفیدشویی در اسکاتلند (جان گیپ) یک فیلتر آزمایشی را نصب کرد و مقدار مازاد خود را به مردم فروخت. این روش در طی دو دهه توسط مهندسینی که در شرکت های آب خصوصی کار میکردند مورد استفاده قرار گرفت و در سال 1829 توسط مهندس جیمز سیمیسون که در شرکت چلسی در لندن کار میکرد، جهت تصفیه منابع آب عمومی به کار گرفته شد. این نصب و راه اندازی فیلتراسیون آب به طور گسترده در دهه های بعدی برای سراسر انگلستان به کار گرفته شد.
به زودی عمل تصفیه آب به یک جریان اصلی تبدیل شد و مزایای سیستم بعد از تحقیقات پزشک جان اسنو در سال 1854 آشکار گردید. جان اسنو در مورد نظریه رایج آن زمان، بخار بد بو (Misma theory) که اظهار میداشت بیماری ها ناشی از مضرات هواهای بد هستند، تردید داشت.
اگرچه تئوری میکروبی بیماری ها (Germ theory) هنوز توسعه نیافته بود، مشاهدات جان اسنو تئوری متداول قبلی را تنزل داد. 1855 مقاله او نشان دادند که بین گسترش و انتشار اپیدمی بیماری وبا و منبع آب ارتباط وجود دارد. از یک نقشه توزیع نقطه ای و اثبات آماری جهت نشان دادن ارتباط بین کیفیت منبع آب با موارد دیگر استفاده گردید. اطلاعات او شورای محلی را متقاعد ساخت تا پمپ آب را غیرفعال سازد و با این کار شیوع بیماری به سرعت کاهش یافت.
مقررات
قوانین آبی کلان شهرها، برای شرکت های تامین کننده آب نظیر حداقل استانداردهای کیفی آب، برای اولین بار در لندن تنظیم گردید. قانون "مقید ساختن عرضه و تامین آب سالم و خالص برای کلان شهرها" و نیاز اینکه تمامی آب ها باید به طور موثری فیلتر و تصفیه شوند از 31 دسامبر سال 1855 اجرا شده است. این قانون با قانون بازرسی اجباری کیفیت آب نظیر آنالیز شیمیایی جامع و کلی آب، در سال 1858 همراه گردید.
این قانون یک رویه قضایی سراسری و مشابه در سایر ایالت های عمومی اروپا، ایجاد کرد. کمیسیون متروپولیتن فاضلاب همزمان با آن شکل گرفت، تصفیه آب در سراسر کشور تصویب شد. فیلترهای فشاری اتوماتیک که در این سیستم ها آب تحت فشار تصفیه میشد، در سال 1899 در انگلستان ابداع گردید.
محدودیت و مرزهای استاداردهای آب آشامیدنی برای اولین بار در ایالات متحده آمریکا در سال 1914 به اجرا در آمد، اما در واقع آنها تا سال 1940 که استانداردهای گسترده فدرالی آب آشامیدنی به کار گرفته شدند، وجود نداشتند.
در سال 1972 قانون آب پاکیزه توسط کنگره به تصویب رسید و به یک قانون تبدیل گردید، الزام کارخانه های صنعتی تا فاضلاب های خود را بهبود بخشیده و تاثیر مخرب آلاینده ها بر روی منابع آب شیرین را محدود سازند. در سال 1974 قانون آب آشامیدنی سالم برای تمامی 50 ایالت آمریکا تنظیم و تصویب گردید.
نرم شدن و تبادل یونی
در اوایل سال 1900 آزمایشات تصفیه آب که به منظور پیشگیری از بیماری های ناشی از آب انجام شده بود منجر به تولید آبی نرمتر و حاوی مواد معدنی کمتر گردید. نرم کننده های آب با استفاده از یون های سدیم آنها را جایگزین مواد معدنی سخت آب می کنند و اینکار اولین بار در سال 1903 انجام گرفت.
نظریه تبادل یونی ( که در آن یک یون بی ضرر و یا مطلوب تر به جای یک یون مضر جایگزین و استفاده می شود) توسط سیستم های نرم کننده آب انجام گرفت و تا حد زیادی صنعت تصفیه آب را در سال های بعد تحت تاثیر قرار داد. تئوری برای حذف سرب، جیوه و دیگر فلزات سنگین موجود در آب گسترش پیدا کرد.
برای مطالعه ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک نمایید.
مروری بر تاریخچه تصفیه آب بخش دوم
**ن