تاریخچه شکل گیری تصفیه آب

قدیمی ترین تمدن ها همواره در کنار منابع آب شکل گرفته است. دغدغه اصلی نیاکان ما مقدار آب موجود و قابل استفاده در این مکانها بوده است، اما برای آنها تعریف درست و جامعی از کیفیت آب وجود نداشته. استفاده از روشهای مختلف جهت بهتر کردن طعم و بوی آب به 4000 سال قبل از میلاد باز می گردد. در نوشته های بر جا مانده از یونان باستان و سانسکریت ،استفاده از زغال چوب جهت فیلتر کردن آب، قراردادن آب در معرض نور آفتاب، جوشاندن آب قبل از استفاده و قراردادن تکه های فلز داغ در آب قبل از نوشیدن آن توصیه شده است.

مصری ها 1500 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 460 تا 354 قبل از میلاد می زیسته، جهت دستیابی به آب با طعم مناسب، فیلتر پارچه ای اختراع نمود که با عبور دادن آب جوشیده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوی نا مناسب از آب می شد. 

در سال 1627 میلادی، دانشمندان دوباره با طرح مسئله ضروری بودن مساله تصفیه آب دریچه تازه ای در این موضوع باز کردند. در این سال رابرت بیکن (Robert Bacon) دست به یک سری آزمایشات مختلف در جهت حذف نمک از آب دریا از طریق فیلترهای ماسه ای زد. اگرچه آزمایشات او کاملا ناموفق بود اما مثال جرقه ای در ابداع فیلترهای ماسه ای به شمار می رود.

 اولین میکروسکوپ در سال 1676، توسط آنتون فان لیوونهوک (Anton Van Leeuwenhoek) اختراع شد. با این اختراع میکروارگانیسم ها کشف شدند و دانشمندان دنیای جدیدی از آلودگی های آب را که تا آن زمان کاملا سالم و قابل آشامیدن تلقی می شود مشاهده نمودند .
پس از سال 1700 میلادی ، با بیشتر شدن آشنایی مردم با خطرات آلودگی های موجود در آب شرب، فیلترهای خانگی ساخته شدند که از پشم، اسفنج و زغال چوب مورد استفاده قرار میگرفتند. در سال 1804 در شهر پیزلی (Paisley) اسکاتلند اولین تصفیه خانه آب شهری ساخته شد.
فیلترهای ماسه ای کند (Slow Sand Filters) که توسط رابرت تام ابداع شده بودند در سال 1827،  در اسکاتلند مورد بهره برداری قرار گرفتند. این فیلترها که از طریق شستشوی معکوس تمیز می شدند. در عین حال در سال 1829 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 19 میلادی، فیلترهای شنی کند بهترین گزینه جهت تصفیه آب باقی ماندند.

در سال 1880 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، بطوریکه جهت کاهش بار ذرات 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 ( John Snow) کشف کرد که بیماری وبا از طریق آب آلوده گسترش یافته 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 حکومت انگلستان مقررات آب مترو پولتین (Metropolitan Water Act) را درسال 1852 وضع نمود که بر مبنای آن دستور نصب فیلترهای شنی در سرتاسر شهر لندن صادر گردید.

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

در اواخر دهه 1960 مشخص شد 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 باز کرده بودند. 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 حاصل شد. بدین ترتیب تصفیه آب مهمترین دستاورد بشر در قرن بیستم در جهت حفظ و اعتلای بهداشت عمومی به شمار می رود. با این حال روشهای جدیدتر تصفیه نظیر اسمز معکوس استفاده از کربن فعال (ذغال 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 خواهند گرفت.