تصفیه آب آشامیدنی ، تاریخچه تصفیه آب و نحوه پیدایش ، تکامل و انجام آن

تصفیه آب لوله بازکنی همیشه جزو اولویت های زندگی گذشته و امروز ماست.

تمدن های قدیمی همواره در مجاورت منابع آب شکل گرفته اند.

مقدار آب موجود و قابل استفاده دغدغه اصلی نیاکان ما بوده است.

با این وجود تعریف درستی از کیفیت آب وجود نداشت.

منابع تاریخی بسیاری حکایت از تلاش لوله بازکنی صادقیه انسانهای عصر گذشته برای تصفیه آب، زدودن ذرات معلق و حذف طعم و بو از آن دارد.

 

استفاده از روشهای مختلف جهت بهبود طعم و بوی آب به 4000 سال قبل از میلاد بر می گردد.

در نوشته های بر جا مانده از هند و یونان باستان استفاده از روشهای زیر توصیه شده است.

• زغال چوب جهت فیلتر کردن آب
• قراردادن آب در معرض نور آفتاب
• جوشاندن آب و قراردادن تکه های فلز داغ در آب قبل از نوشیدن آن

مصری ها 1500 سال قبل از میلاد از ( آلوم ) جهت تصفیه آب و ته نشین کردن ذرات معلق در آن استفاده می کردند.

 

 

فیلتر پارچه ای

بقراط ، دانشمند یونانی که در سال 460 تا 354 قبل از میلاد می زیست.

وی جهت دستیابی به آب با طعم مناسب، فیلتر پارچه ای اختراع نمود.

با عبور دادن آب جوشیده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوی نامناسب از آب میشد.

 

فیلترهای ماسه ای

در سال 1627 میلادی، رابرت بیکن دست به یک سری آزمایش در جهت زدودن نمک از آب دریا زد.

این آزمایشات را بوسیله فیلترهای ماسه ای اجرا نمود.

اگر چه آزمایشات او کاملا ناموفق بود اما جرقه ای در ابداع فیلترهای ماسه ای به شمار می رود.

 

در سال 1676، آنتون فان لیوونهوک اولین میکروسکوپ را اختراع نمود.

با این اختراع دانشمندان دنیای جدیدی از آلودگی های آبی را مشاهده نمودند.

آبی که تا آن زمان کاملا سالم و قابل آشامیدن میدانستن.

به این ترتیب میکروارگانیسم ها کشف شدند.

 

پس از سال 1700 میلادی، با آشنایی مردم از خطرات آلودگی های موجود در آب شرب، فیلترهای خانگی ساخته شد.

این فیلترها از پشم، اسفنج و زغال چوب تهیه میشد.

اولین تصفیه خانه آب شهری در سال 1804 در شهر پیزلی اسکاتلند ساخته شد.

این تصفیه خانه از فیلترهای با بستر شن و ماسه تشکیل شد.

بعد از آن، شهر گلاسکو اسکاتلند از اولین شهرهایی بود که آب فیلتر شده را از طریق خطوط لوله به مصرف کننده ها می رساند.

 

 

فیلترهای ماسه ای کند

در سال 1827، فیلترهای ماسه ای کند که توسط رابرت تام ابداع شدند.

برای اولین بار این فیلترها در اسکاتلند مورد بهره برداری قرار گرفتند.

این فیلترها از طریق شستشوی معکوس تمیز می شدند.

در قرن 19 میلادی ، فیلترهای شنی کند بهترین گزینه جهت تصفیه آب بودند.

با این حال مساحت زیاد مورد نیاز این فیلترها، همواره از معایب آنها به شمار می رفت.

با افزایش جمعیت شهرها و افزایش نیاز به ظرفیت های بالا در تصفیه خانه های آب، مساحت بزرگی از زمین صرف ساخت این فیلترها میشد.

 

 

فیلترهای شنی سریع

در سال 1880 میلادی ، فیلترهای شنی سریع در آمریکا ابداع شدند.

شستشوی این فیلترها توسط آب و به صورت شستشوی معکوس انجام می گرفت.

بدین ترتیب ظرفیت تصفیه خانه های آب به طور قابل توجهی افزایش و مساحت زمین مورد نیاز آنها بطور قابل توجهی کاهش یافت.

با این وجود فیلترهای شنی سریع نیازمند مراحل پیش تصفیه بوده.

بطوریکه جهت کاهش بارذرات معلق در فیلترها از انعقاد و ته نشینی استفاده می گردد.

 

در اواسط قرن نوزدهم میلادی ، بیماریهای مختلفی در شهر لندن شایع شد.

در این زمان پزشک انگلیسی دکتر جان اسنو کشف کرد که بیماری وبا از طریق آب آلوده گسترش یافته است.

او ثابت کرد که این بیماری در شهر لندن از طریق یک چاه آب که توسط فاضلاب آلوده شده بود شیوع پیدا کرده است.

جان اسنو همچنین متوجه شد که در مناطقی که از فیلترهای شنی جهت تصفیه آب پیش از ورود آن به شبکه توزیع استفاده می شده ، مرگ و میر در اثر وبا بسیار کمتر از سایر مناطق بوده است.

بدین ترتیب انگلستان مقررات آب مترو پولتین را درسال 1852 وضع نمود.

بر مبنای آن دستور نصب فیلترهای شنی در سرتاسر شهر لندن صادر گردید.

این قانون از اولین قوانین حکومتی در ارتباط با آب شرب عمومی به شمار می رود.

 

 

کلرزنی

کلر به عنوان یک ماده شیمیایی ارزشمند در تصفیه آب، اولین بار توسط دکتر جان اسنو شناخته شد.

او از کلر جهت از بین بردن میکرب وبا در آب استفاده نمود.

با مشخص شدن قدرت ضد عفونی کنندگی کلر ، دولت بریتانیا شروع به کلرزنی آب شرب عمومی نمود.

این اقدام همچنین باعث کاهش شدید مرگ و میر در اثر بیماری تیفوئید گردید.

پس از موفقیت عمل کلرزنی در بریتانیا ، در شهر نیوجرسی و سپس سرتاسر آمریکا از کلر جهت ضد عفونی کردن آب شرب استفاده گردید.

کلرزنی آب همراه با استفاده از فیلترهای شنی موجب از بین رفتن بسیاری از بیماریها از قبیل وبا ، تیفوئید و اسهال شد.

 

امروزه کلرزنی نقش تعیین کننده ای در تصفیه آب شهری ایفا می کند.

حدود 98% از تصفیه خانه های آب شهری از کلر جهت ضد عفونی کردن آب استفاده می کنند.

اما دانشمندان در سالهای اخیر متوجه مشتقات بوجود آمده از کلر در آب و عوارض جانبی آنها شده اند.

آب کلر دار در تحریک بیماری های دستگاه تنفسی نظیر آسم نقش اساسی ایفاد می کند.

 

 

سختی زدایی

در ابتدای قرن بیستم تلاش در جهت تصفیه آب از پیشگیری انتقال بیماری های واگیردار ، به تهیه آب غیر سخت و با مواد معدنی کمتر معطوف گردید.

سختی زدایی های آب که از یونهای سدیم جهت جایگزین کردن مواد معدنی سختی زا در آب بهره می جستند، در سال 1903 به بازار معرفی شدند.

تئوری تعویض یونی، که در آن یونهای بی ضرر با یونهای ضرر دار جایگزین می شوند ، تاثیر قابل ملاحظه ای در صنعت تصفیه آب گذاشت.

از این تئوری جهت از بین بردن سرب، جیوه و سایر فلزات سنگین در آب استفاده می شود.

توجه به محیط زیست در دهه های 1960 ، 1970 میلادی در آمریکا بیش از پیش گسترش یافت.

در سال 1962 استانداردهایی جهت آب شرب در آمریکا تنظیم و وضع گردید.

 

در اواخر دهه 1960 مشخص گردید که ذرات معلق و پاتوژنها تنها آلودگی های موجود در آب نیستند.

پیشرفتهای صنعتی و کشاورزی باعث پدید آمدن مواد شیمیایی مصنوعی بسیاری شده بود که راه خود را به منابع آب ، از طریق پساب کارخانجات ، نشت مخازن مواد دور ریز صنایع و غیره ، باز کرده بودند.

 

در اوال دهه 1970 میلادی آژانس حفاظت از محیط زیست در آمریکا تاسیس و آئین نامه آب سالم در سال 1972 به تصویب رسید.

 

 

اسمز معکوس و ازن

امروزه فیلتراسیون و کلرزنی همچنان اصلی ترین روشهای تصفیه آب به شمار می روند.

با این حال در طی سالها ، روشهای دیگری نیز جهت ضدعفونی کردن آب ابداع شده اند.

 

در دهه 1980 میلادی و پس از آن ، پیشرفتهای زیادی در ساخت غشاهایی جهت فیلتراسیون به روش اسمز معکوس و یا سایر روشها نظیر ازن زنی و استفاده از  UVجهت ضدعفونی آب حاصل شد.

این پیشرفتها نتیجه کشف پاتوژنهایی در آب می باشند که نسبت به کلر مقاومند و می توانند بیماری هایی نظیر هپاتیت و ورم معده را ایجاد کنند.

 

 

بدین ترتیب تصفیه آب مهمترین دستاورد بشر در قرن بیستم در جهت حفظ و اعتلای بهداشت عمومی به شمار می رود.

بسیاری از روشهای تصفیه آب که امروزه در تصفیه خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند ، صدها و گاه هزارها سال است که بکار می روند.

با این حال روشهای جدیدتر تصفیه نظیراسمز معکوس استفاده از کربن فعال و غیره نیز در بسیاری تصفیه خانه های مدرن مورد بهره برداری قرار گرفته اند.

چنین روشهای نوینی با کشف آلودگی های جدید و پیچیده تر در آب بیش از پیش مورد توجه قرار خواهندگرفت.