تاریخچه تصفیه آب تمدن های قدیمی همواره در مجاورت منابع آب شکل گرفته اند. با این که مقدار آب موجود و قابل استفاده دغدغه اصلی نیاکان ما بوده است، اما تعریف درست و جامعی از کیفیت آب وجود نداشته است. با این وجود منابع تاریخی بسیاری حکایت از تلاش انسان های عصر گذشته برای تصفیه آب و زدودن ذرات معلق و طعم و بو از آن دارد. اما قرن ها طول کشید که انسان ها به این نتیجه دست یافتند که حواس بینایی، بویایی و چشایی نمی توانند تنها ملاک های تشخیص کیفیت آب باشند. استفاده از روش های مختلف جهت بهبود طعم و بوی آب به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می گردد. در نوشته های بر جا مانده از سانسکریت و یونان باستان استفاده از 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 توصیه شده است. مصری ها ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد از آلوم جهت تصفیه آب و ته نشین کردن ذرات معلق در آن استفاده می کردند. بقراط، دانشمند یونانی که در سال ۴۶۰ تا ۳۵۴ قبل از میلاد می زیسته، جهت دستیابی به آب با طعم مناسب، که به باور او آب سالم می بود، فیلتر پارچه ای اختراع نمود که با عبور دادن آب جوشیده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوی نامناسب از آب می شد. جابر بن حیان شیمیدان ایرانی از ر وش تقطیر که در اصل نمونه آزمایشگاهی یکی از روش های عمومی تصفیه آب می باشد برای مصارف آزمایشگاهی خود استفاده می کرد. شرایط جغرافیایی ایران و در دسترس بودن آب شیرین و سالم شاید یکی از علت های عدم استفاده گسترده ایرانیان از روش های تصفیه آب بوده است. زیرا توجه به آب سالم و آلوده نکردن آن که مستلزم شناخت انواع بیماری هایی ناشی از آلودگی های آب است ، از آموزه های اشو زرتشت پیامبر باستانی است. بقایای سیستم فاضلاب متمرکز شهری در زمان هخامنشیان که در کاوش های سال های اخیر پیدا شده نشانگرتسلط ایرانیان باستان به آب بوده و چه بسا در بعضی نقاط نیز از روش های قدیمی تصفیه آب استفاده می کردند. پس از تلاش های انجام شده در تمدن های باستانی ، پیشرفت در زمینه دستیابی به روش های تصفیه آب در قرون وسطی با یک وقفه طولانی روبرو گردید. در سال ۱۶۲۷ میلادی ، دانشمندان دوباره با طرح مسئله ضرورت تصفیه آب دریچه تازه ای در این مقوله گشودند. در این سال رابرت بیکن (Robert Bacon) دست به یک سری آزمایش در جهت زدودن نمک از آب دریا از طریق فیلترهای ماسه ای نمود. اگرچه آزمایشات او کاملا نا موفق بود اما مثل جرقه ای در ابداع فیلترهای ماسه ای به شمار می رود . در سال ۱۶۷۶، آنتون فان لیوونهوک (Anton Van Leeuwenhoek) اولین میکروسکوپ را اختراع نمود . با این اختراع دانشمندان دنیای جدیدی از آلودگی های آب را که تا آن زمان کاملا سالم و قابل آشامیدن تلقی می شود مشاهده نمودند و به این ترتیب میکروارگانیسم ها کشف شدند. پس از سال ۱۷۰۰ میلادی، با آشنایی مردم از خطرات آلودگی های موجود در آب شرب، فیلترهای خانگی ساخته شده از پشم، اسفنج و زغال چوب مورد استفاده قرار گرفتند. اولین تصفیه خانه آب شهری در سال ۱۸۰۴ در شهر پیزلی (Paisley) اسکاتلند ساخته شد. این تصفیه خانه از فیلترهای با بستر شن و ماسه تشکیل شده بود و سیستم توزیع آن مشتمل بر یک اسب و یک گاری بود. 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 . در سال ۱۸۲۷ ، فیلترهای ماسه ای کند (Slow Sand Filters) که توسط رابرت تام ( Robert Thom) ابداع شده بودند در اسکاتلند مورد بهره برداری قرار گرفتند. این فیلترها از طریق شستشوی معکوس تمیز می شدند. در عین حال در سال ۱۸۲۹ در شهر لندن فیلترهای دیگری توسط جیمز سیمسون ( James Simpson) ابداع گردید که تمیز کردن آنها توسط خراشاندن و برداشتن لایه های کثیف شده انجام می گرفت. در قرن ۱۹ میلادی ، فیلترهای شنی کند بهترین گزینه جهت تصفیه آب باقی ماندند. با این حال سطح بزرگ 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 می بایست صرف ساخت این فیلترها می شد. در سال ۱۸۸۰ میلادی ، فیلترهای شنی سریع (Rapid Sand Filters) 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 و می باشند بطوریکه جهت کاهش بارذرات معلق در فیلترها از انعقاد و ته نشینی استفاده می گردد. در اواسط قرن نوزدهم میلادی ، بیماری های مختلفی در شهر لندن شایع شد. در این زمان پزشک انگلیسی دکتر جان اسنو ( John Snow) 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. نکته جالب توجه این است که آب این چاه به دلیل طعم و بوی بسیار مناسب آن مورد استقبال مردم شهر بود. این کشف در آینده تصفیه آب بسیار تاثیر گذار بود. 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 حکومت انگلستان مقررات آب مترو پولیتن ( Metropolitan Water Act) را درسال ۱۸۵۲ وضع نمود که 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. 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 بیماری ها از قبیل وبا ، تیفوئید و اسهال شد. در همین زمان استفاده از سایر ضدعفونی کننده ها نظیر ازن در اروپا آغاز گردید اما تا دهه ها پس از آن، در سایر نقاط دنیا مورد استفاده قرار نگرفت. امروزه کلرزنی نقش تعین کننده ای در تصفیه آب شهری ایفا می کند. حدود ۹۸% از تصفیه خانه های آب شهری از کلر جهت ضد عفونی کردن آب استفاده می کنند. با این حال دانشمندان در سال های 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. لذا توجه محققین و دانشمندان به استفاده از سایر روش های ضد عفونی کردن آب جلب شده است. 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 گیری های آب که از یون های سدیم جهت جایگزین کردن مواد معدنی سختی زا در آب بهره می جستند در سال ۱۹۰۳ به بازار معرفی شدند. تئوری تعویض یونی ، که در آن یون های بی ضرر با یون های ضرر دار جایگزین می شوند، تاثیر قابل ملاحظه ای در صنعت تصفیه آب گذاشته و از آن جهت از بین بردن سرب ، جیوه و سایر فلزات سنگین در آب استفاده می شود. در قرن بیستم میلادی، شهرهای پرجمعیت زیادی در اقصی نقاط جهان شکل گرفتند و این مسئله که این جمعیت در حال رشد حق استفاده از آب خالص وتمیز را دارا می باشند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت. در اواخر دهه ۱۹۶۰ مشخص گردید که ذرات معلق و پاتوژن ها تنها آلودگی های موجود در آب نیستند. پیشرفت های 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. امروزه فیلتراسیون و کلرزنی همچنان اصلی ترین روش های تصفیه آب به شمار می روند. با این حال در طی سال ها ، روش های دیگری نیز جهت ضدعفونی کردن آب ابداع شده اند . در دهه ۱۹۸۰ میلادی و پس از آن ، پیشرفت های زیادی در ساخت غشاهایی جهت فیلتراسیون به روش اسمز معکوس و یا سایر روش ها نظیر ازن زنی و استفاده از UVجهت ضدعفونی آب حاصل شد. این پیشرفت ها نتیجه کشف پاتوژن هایی 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 روش های 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 روش های جدیدتر تصفیه نظیراسمز معکوس استفاده از کربن فعال و غیره نیز در بسیاری تصفیه خانه های مدرن مورد بهره برداری قرار گرفته اند. چنین روش های نوینی با کشف آلودگی های جدید و پیچیده تر در آب بیش از پیش مورد توجه قرار خواهند گرفت. امروزه حکومت های کشورهای صنعتی و پیشرفته میلیاردها دلار صرف مدیریت پساب های صنعتی و ابداع روش هایی جهت تولید ضایعات بی خطر برای محیط زیست می نمایند. بدین ترتیب حفاظت از منابع آب در برابر آلودگی های بیشتر و پیچیده تر و استفاده از تکنولوژی مدرن در جهت بهینه نمودن تصفیه آب از دستاوردهای بشر درآینده خواهد بود.

بیشتر

کمتر