История фильтров для воды

Древность

Древняя Индия и Египет

Древние санскритские и египетские писания документируют практики, которые соблюдались для поддержания чистоты воды для питья. Сушрута Самхита (3 или 4 век н. э.) описывает различные методы, включая кипячение и нагревание на солнце. Текст также рекомендует фильтровать воду через песок и крупный гравий. Изображения в египетских гробницах, датируемые 15-13 веками до н. э., изображают использование различных устройств для очистки воды.

Греция

Гиппократ проводил собственные эксперименты по очистке воды. Его теория о четырех жидкостях тела привела его к мысли, что для поддержания хорошего здоровья необходимо, чтобы четыре жидкости находились в равновесии. Он рекомендовал лихорадящим пациентам погружаться в ванну с прохладной водой, что помогло бы выровнять температуру и гармонию четырех жидкостей. Гиппократ считал, что вода должна быть чистой и нетронутой. Дождевая вода была лучшей водой, но ее нужно было кипятить и процеживать перед употреблением, чтобы избавиться от «плохого запаха» и избежать хрипоты голоса. Он спроектировал грубый фильтр для воды, чтобы «очистить» воду, которую он использовал для своих пациентов. Позже известный как «рукав Гиппократа», этот фильтр представлял собой тканевый мешок, через который можно было выливать воду после кипячения

Мезоамерика

Классические майя в Паленке изготавливали бытовые фильтры для воды, используя местный известняк, вырезанный в виде пористого цилиндра, который работал таким образом, что по принципу действия он был поразительно похож на современные керамические фильтры для воды.

Современная история

Сэр Фрэнсис Бэкон в своей знаменитой компиляции «Естественная история десяти веков» 1627 года (Baker & Taras, 1981) обсуждал опреснение и начал первые научные эксперименты по фильтрации воды. Он считал, что если позволить морской воде просачиваться через песок, она очистится от соли. Он считал, что частицы песка будут препятствовать прохождению соли в воде. Хотя его гипотеза оказалась неверной, она ознаменовала начало нового интереса в этой области.

Опыт фильтрации песка проиллюстрировал итальянский врач Лукас Антониус Порций. Он описал метод многократной фильтрации песка в своей работе «Soldier's Vade Mecum». Он проиллюстрировал эксперимент по фильтрации воды с использованием трех пар песочных фильтров.

Отцы микроскопии, Антони ван Левенгук и Роберт Гук , использовали недавно изобретенный микроскоп , чтобы впервые наблюдать мелкие частицы материала, взвешенные в воде, заложив основу для будущего понимания патогенов, передающихся через воду.

Песочный фильтр

Первое задокументированное использование песчаных фильтров для очистки водоснабжения датируется 1804 годом, когда владелец отбеливателя в Пейсли, Шотландия , Джон Гибб, установил экспериментальный фильтр, продавая ненужные излишки населению. Этот метод был усовершенствован в последующие два десятилетия инженерами, работавшими в частных водопроводных компаниях, и его кульминацией стало создание первой в мире очищенной системы общественного водоснабжения, установленной инженером Джеймсом Симпсоном для компании Chelsea Waterworks Company в Лондоне в 1829 году. Эта установка обеспечивала отфильтрованной водой каждого жителя этого района, и в последующие десятилетия конструкция сети широко копировалась по всему Соединенному Королевству.

Регулирование

Акт о воде метрополии ввел регулирование компаний по водоснабжению в Лондоне, включая минимальные стандарты качества воды впервые. Акт «предусматривал обеспечение поставок в метрополию чистой и полезной воды» и требовал, чтобы вся вода была «эффективно отфильтрована» с 31 декабря 1855 года. За этим последовало законодательство об обязательной проверке качества воды, включая комплексный химический анализ, в 1858 году. Это законодательство создало всемирный прецедент для подобных государственных вмешательств в здравоохранение по всей Европе. В то же время была сформирована Столичная комиссия по канализации, по всей стране была принята фильтрация воды, и новые водозаборы на Темзе были установлены выше шлюза Теддингтон. Автоматические напорные фильтры, где вода под давлением пропускается через систему фильтрации, были изобретены в 1899 году в Англии.

Ограниченные стандарты питьевой воды были впервые внедрены в США в 1914 году, но только в 1940-х годах федеральные стандарты питьевой воды стали широко применяться. В 1972 году Закон о чистой воде прошел через Конгресс и стал законом, требующим от промышленных предприятий активно улучшать свои процедуры по утилизации отходов, чтобы ограничить воздействие загрязняющих веществ на источники пресной воды. В 1974 году Закон о безопасной питьевой воде был принят всеми 50 штатами США для регулирования общественных систем водоснабжения в пределах их юрисдикций.

После этого данная практика начала применяться по всему миру и привела к строим и эффективным международным стандартам очистки воды.

Умягчение и ионный обмен

К началу 1900-х годов эксперименты по очистке воды перешли от профилактики заболеваний, передающихся через воду, к созданию более мягкой, менее минерализованной воды. Умягчители воды, которые используют ионы натрия для замены минералов, повышающих жесткость воды, впервые появились на рынке очистки воды в 1903 году.

Теория ионного обмена подразумевает замену нежелательных или потенциально вредных ионов на более желательные или безвредные. Это реализуется в бытовых системах водоподготовки в качестве умягчителей воды. Они удаляют не только ионы кальция, но также свинец и другие тяжелые металлы из воды.