مقالات تخصصي تاسيسات



موضوع مقاله

تاريخچه تصفيه آب :

متن :

تمدن‌هاي قديمي همواره در مجاورت منابع آب شکل گرفته‌اند. با اين که مقدار آب موجود و قابل استفاده دغدغه‌ي اصلي نياکان ما بوده است، اما تعريف درست و جامعي از کيفيت آب وجود نداشته است. با اين وجود منابع تاريخي بسياري حکايت از تلاش انسان‌هاي عصر گذشته براي تصفيه آب و زدودن ذرات معلق و طعم و بو از آن دارد. اما قرن‌ها طول کشيد که انسان‌ها به اين نتيجه دست يافتند که حواس بينايي، بويايي و چشايي نمي‌توانند تنها ملاک‌هاي تشخيص کيفيت آب باشند.
استفاده از روش‌هاي مختلف جهت بهبود طعم و بوي آب به 4000 سال قبل از ميلاد بر مي‌گردد. در نوشته‌هاي بر جا مانده از سانسکريت و يونان باستان استفاده از زغال چوب جهت فيلتر کردن آب ، قراردادن آب در معرض نور آفتاب، جوشاندن آب و قراردادن تکه‌هاي فلز داغ در آب قبل از نوشيدن آن توصيه شده است.
مصري‌ها 1500 سال قبل از ميلاد از «آلوم» جهت تصفيه آب و ته نشين کردن ذرات معلق در آن استفاده مي‌کردند.
 
بقراط، دانشمند يوناني که در سال 460 تا 354 قبل از ميلاد مي‌زيسته، جهت دستيابي به آب با طعم مناسب، که به باور او آب سالم مي‌بود، فيلتر پارچه‌اي اختراع نمود که با عبور دادن آب جوشيده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوي نامناسب از آب مي‌شد.
پس از تلاش‌هاي انجام شده در تمدن‌هاي باستاني، پيشرفت در زمينه دستيابي به روش‌هاي تصفيه آب در قرون وسطي با يک وقفه طولاني روبرو گرديد. در سال 1627 ميلادي، دانشمندان دوباره با طرح مسئله ضرورت تصفيه آب دريچه تازه‌اي در اين مقوله گشودند. در اين سال رابرت بيکن (Robert Bacon) دست به يک سري آزمايش در جهت زدودن نمک از آب دريا از طريق فيلترهاي ماسه‌اي نمود. اگرچه آزمايشات او کاملا ناموفق بود اما مثال جرقه‌اي در ابداع فيلترهاي ماسه‌اي به شمار مي‌رود.
در سال 1676، آنتون فان ليوونهوک (Anton Van Leeuwenhoek) اولين ميکروسکوپ را اختراع نمود. با اين اختراع دانشمندان دنياي جديدي از آلودگي‌هاي آب را که تا آن زمان کاملا سالم و قابل آشاميدن تلقي مي‌شود مشاهده نمودند و به اين ترتيب ميکروارگانيسم‌ها کشف شدند.
پس از سال 1700 ميلادي، با آشنايي مردم از خطرات آلودگي‌هاي موجود در آب شرب، فيلترهاي خانگي ساخته شده از پشم، اسفنج و زغال چوب مورد استفاده قرار گرفتند.

اولين «تصفيه خانه» آب شهري در سال 1804 در شهر پيزلي (Paisley) اسکاتلند ساخته شد. اين تصفيه خانه از فيلترهاي با بستر شن و ماسه تشکيل شده بود و سيستم توزيع آن مشتمل بود بر يک اسب و يک گاري.
بعد از آن، شهر گلاسکو اسکاتلند از اولين شهرهايي بود که آب فيلتر شده را از طريق خطوط لوله به مصرف کننده‌ها مي‌رساند. در سال 1827، فيلترهاي ماسه‌اي کند (Slow Sand Filters) که توسط رابرت تام (Robert Thom) ابداع شده بودند در اسکاتلند مورد بهره برداري قرار گرفتند. اين فيلترها از طريق شستشوي معکوس تميز مي‌شدند. در عين حال در سال 1829 در شهر لندن فيلترهاي ديگري توسط جيمز سيمسون (James Simpson) ابداع گرديد که تميز کردن آن‌ها توسط خراشاندن و برداشتن لايه‌هاي کثيف شده انجام مي‌گرفت.

در قرن 19 ميلادي، فيلترهاي شني کند بهترين گزينه جهت تصفيه آب باقي ماندند. با اين حال سطح بزرگ مورد نياز اين فيلترها همواره از معايب آن‌ها به شمار مي‌رفت. با افزايش جمعيت شهرها و افزايش نياز به ظرفيت‌هاي بالا در تصفيه خانه‌هاي آب، مساحت بزرگي از زمين مي‌بايست صرف ساخت اين فيلترها مي‌شد.
در سال 1880 ميلادي، فيلترهاي شني سريع (Rapid Sand Filters) در آمريکا ابداع شدند. شستشوي اين فيلترها توسط آب و به صورت شستشوي معکوس انجام مي‌گرفت. بدين ترتيب ظرفيت تصفيه خانه‌هاي آب به طور قابل توجهي افزايش و مساحت زمين مورد نياز آن‌ها بطور قابل توجهي کاهش يافت.
با اين وجود فيلترهاي شني سريع نيازمند مراحل پيش تصفيه بوده و مي‌باشند بطوريکه جهت کاهش بار ذرات معلق در فيلترها از انعقاد و ته نشيني استفاده مي‌گردد.

در اواسط قرن نوزدهم ميلادي، بيماريهاي مختلفي در شهر لندن شايع شد. در اين زمان پزشک انگليسي دکتر جان اسنو (John Snow) کشف کرد که بيماري وبا از طريق آب آلوده گسترش يافته است. او ثابت کرد که اين بيماري در شهر لندن از طريق يک چاه آب که توسط فاضلاب آلوده شده بود شيوع پيدا کرده است. نکته جالب توجه اين است که آب اين چاه بدليل طعم و بوي بسيار مناسب آن مورد استقبال مردم شهر بود. اين کشف در آينده تصفيه آب بسيار تاثير گذار بود. جان اسنو همچنين متوجه شد که در مناطقي که از فيلترهاي شني جهت تصفيه آب پيش از ورود آن به شبکه توزيع استفاده مي‌شده، مرگ و مير در اثر وبا بسيار کمتر از ساير مناطق بوده است. بدين ترتيب حکومت انگلستان مقررات آب مترو پولتين (Metropolitan Water Act) را درسال 1852 وضع نمود که بر مبناي آن دستور نصب فيلترهاي شني در سرتاسر شهر لندن صادر گرديد. اين قانون از اولين قوانين حکومتي در ارتباط با آب شرب عمومي به شمار مي‌رود.
کلر به عنوان يک ماده شيميايي ارزشمند در تصفيه آب، اولين بار توسط دکتر جان اسنو شناخته شد. او از کلر جهت ازبين بردن ميکرب وبا در آب استفاده نمود. با مشخص شدن قدرت ضد عفوني کنندگي کلر، دولت بريتانيا شروع به کلرزني آب شرب عمومي نمود. اين اقدام همچنين باعث کاهش شديد مرگ و مير در اثر بيماري تيفوئيد گرديد.
پس از موفقيت عمل کلرزني در بريتانيا، در شهر نيوجرسي و سپس سرتاسر آمريکا از کلر جهت ضد عفوني کردن آب شرب استفاده گرديد. کلرزني آب همراه با استفاده از فيلترهاي شني موجب از بين رفتن بسياري از بيماري‌ها از قبيل وبا، تيفوئيد و اسهال شد.
در همين زمان استفاده از ساير ضد عفوني کننده‌ها نظير ازن در اروپا آغاز گرديد اما تا دهه‌ها پس از آن، در ساير نقاط دنيا مورد استفاده قرار نگرفت.
امروزه کلرزني نقش تعين کننده‌اي در تصفيه‌ي آب شهري ايفا مي‌کند. حدود 98% از تصفيه خانه‌هاي آب شهري از کلر جهت ضد عفوني کردن آب استفاده مي‌کنند. با اين حال دانشمندان در سال‌هاي اخير متوجه مشتقات بوجود آمده از کلر در آب و عوارض جانبي آن‌ها شده‌اند. آب کلر دار در تحريک بيماري‌هاي دستگاه تنفسي نظير آسم نقش اساسي ايفاد مي‌کند. لذا توجه محققين و دانشمندان به استفاده از ساير روش‌هاي ضد عفوني کردن آب جلب شده است.
در ابتداي قرن بيستم تلاش در جهت تصفيه آب از پيشگيري انتقال بيماري‌هاي واگيردار، به تهيه آب غير سخت و با مواد معدني کم‌تر معطوف گرديد. سختي گيري‌هاي آب که از يون‌هاي سديم جهت جايگزين کردن مواد معدني سختي زا در آب بهره مي‌جستند  در سال 1903 به بازار معرفي شدند. تئوري تعويض يوني، که در آن يون‌هاي بي ضرر با يونهاي ضرر دار جايگزين مي‌شوند،  تاثير قابل ملاحظه‌اي در صنعت تصفيه‌ آب گذاشته و از آن جهت از بين بردن سرب، جيوه و ساير فلزات سنگين در آب استفاده مي‌شود.
در قرن بيستم ميلادي، شهرهاي پرجمعيت زيادي در اقصي نقاط جهان شکل گرفتند و اين مسئله که اين جمعيت در حال رشد حق استفاده از آب خالص و تميز را دارا مي‌باشند بيش از پيش مورد توجه قرار گرفت.
توجه به محيط زيست در دهه‌هاي 1960، 1970 ميلادي در آمريکا بيش از پيش گسترش يافت. در سال 1962 استانداردهايي جهت آب شرب در آمريکا تنظيم و وضع گرديد که کامل‌ترين در نوع خود تا آن زمان به شمار مي‌رفت. تمام ايلات آمريکا اين استانداردها را به عنوان آئين نامه يا راهنماي تصفيه و توزيع آب شرب پذيرفتند.
در اواخر دهه 1960 مشخص گرديد که ذرات معلق و پاتوژن‌ها تنها آلودگي‌هاي موجود در آب نيستند. پيشرفت‌هاي صنعتي و کشاورزي باعث پديد آمدن مواد شيميايي مصنوعي بسياري شده بود که راه خود را به منابع آب، از طريق پساب کارخانجات، نشت مخازن مواد دور ريز صنايع و غيره، باز کرده بودند.
اين مسائل موجب گرديد که دولت ايالات متحده آمريکا يک سري تحقيقات گسترده بر روي سلامت آب شرب مورد مصرف مردم انجام دهد. نتيجه اين تحقيقات مشخص کرد که تنها 60% سيستم‌هاي مورد بررسي داراي خروجي منطبق بر استانداردهاي موجود بودند. در مابقي تصفيه خانه‌هاي آب، انحرافات قابل توجهي از اين استانداردها در فرايندهاي ضد عفوني، زلال سازي و يا خطوط لوله آب مشاهده گرديد. در اين ميان تصفيه خانه‌هاي کوچک بيش‌ترين انحرافات را داشتند.
به موجب نتايج حاصله از اين تحقيقات، در اوايل دهه 1970 ميلادي آژانس حفاظت از محيط زيست (Environmental Protection Agency EPA) در آمريکا تاسيس و آيين نامه آب سالم (Clean Water Act of 1972) در سال 1972 به تصويب رسيد . اين آيين نامه همانند اختراع ميکروسکوپ جرقه‌اي دوباره در جهت تلاش به دستيابي به آب شرب سالم به شمار مي‌رود.
امروزه فيلتراسيون و کلرزني همچنان اصلي‌ترين روش‌هاي تصفيه آب به شمار مي‌روند. با اين حال در طي سال‌ها، روش‌هاي ديگري نيز جهت ضدعفوني کردن آب ابداع شده‌اند. در دهه 1980 ميلادي و پس از آن، پيشرفت‌هاي زيادي در ساخت غشاهايي جهت فيلتراسيون به روش اسمز معکوس و يا ساير روش‌ها نظير ازن زني و استفاده از UV جهت ضدعفوني آب حاصل شد. اين پيشرفت‌ها نتيجه‌ي کشف پاتوژنهايي در آب مي‌باشند که نسبت به کلر مقاومند و مي‌توانند بيماري‌هايي نظير هپاتيت و ورم معده را ايجاد کنند.
بدين ترتيب تصفيه آب مهم‌ترين دستاورد بشر در قرن بيستم در جهت حفظ و اعتلاي بهداشت عمومي به شمار مي‌رود. بسياري از روش‌هاي تصفيه آب که امروزه در تصفيه خانه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند، صدها و گاه هزاران سال است که بکار مي‌روند. با اين حال روش‌هاي جديدتر تصفيه نظيراسمز معکوس استفاده از کربن فعال و غيره نيز در بسياري تصفيه خانه‌هاي مدرن مورد بهره برداري قرار گرفته‌اند. چنين روش‌هاي نويني با کشف آلودگي‌هاي جديد و پيچيده‌تر در آب بيش از پيش مورد توجه قرار خواهند گرفت.

امروزه حکومت‌هاي کشورهاي صنعتي و پيشرفته ميلياردها دلار صرف مديريت پساب‌هاي صنعتي و ابداع روش‌هايي جهت توليد ضايعات بي خطر براي محيط زيست مي‌نمايند. بدين ترتيب حفاظت از منابع آب در برابر آلودگي‌هاي بيش‌تر و پيچيده‌تر و استفاده از تکنولوژي مدرن در جهت بهينه نمودن تصفيه آب از دستاوردهاي بشر درآينده خواهد بود.


بازگشت
مطالب مرتبط با این مقاله

•  توربو پمپ ها
•  ديفراست در اسپليت ها
•  استانداردهاي کولر گازي
•  نسل جديد داکت اسپليت با طراحي متفاوت
•  پرفروش ترين کولر گازي‌ها در ايران
•  اصول نصب پمپ
•  مشخصات مبرد R407c
•  راه‌کارهايي براي صرفه‌جويي در مصرف انرژي کولرهاي گازي و اسپليت‌ها
•  مشعل چيست؟
•  چه نوع فيلتري براي استخر شما مناسب است؟
•  پکيچ شوفاژ ديواري
•  کاربردهاي تبريد
•  نکات مهم در اجراي سوناي خشک
•  مقايسه مصرف برق کولر گازي با داکت اسپليت
•  راهنماي خريد رادياتور

دانستنيهاي فني و تاسيساتي : گردآوری گروه تهویه مطبوع مهاجر