История систем очистки воды уходит корнями в тысячелетия.
В древности люди применяли простейшие способы для очистки воды, такие как кипячение и процеживание через ткань.Эти методы были действенны в удалении крупных примесей и некоторых бактерий, но они не могли полностью гарантировать безопасность питьевой воды. Фильтр, сделанный из ткани или песка, был одним из первых приспособлений, использованных для очистки воды.
Самые древние доказательства применения водных фильтров обнаружили в Древнем Египте. Об этом свидетельствуют изображения на гробницах, где были показаны очистительные устройства,работавшие по принципу сифона.Возникновение водоочистительных сооружений связано с широким развитием водоснабжения: египтяне первыми использовали глиняные, свинцовые и медные трубы, которые поставляли воду как во дворцы знати,так и в поселения простых людей.
В древности появились первые мысли о практической ценности фильтрации:основоположник медицины, древний грек Гиппократ одним из первых заметил,что «качества воды разнятся по вкусу и другим параметрам,которые следует тщательно изучать,ведь вода вносит большой вклад в здоровье». Он же посоветовал кипятить и процеживать дождевую воду через полотняный мешок,чтобы избавить ее от неприятного запаха.
В Средневековье эксперименты по фильтрации прекратились.Молчание нарушил английский философ XVII века,сэр Фрэнсис Бэкон. В своих работах он описал эксперименты прошедших лет,где опыты с водой (включая фильтрацию,кипячение,дистилляцию,аэрацию,инфильтрацию и осветление)имели небольшое значение.Бэкон попытался исправить положение и начал эксперименты по очистке воды с помощью песчаного фильтра. Он не достиг успеха,но привлек внимание общественности к проблеме.
Во второй половине XVII века произошли два важных события в истории очистки воды.Первым было открытие,сделанное голландцем Антони ван Левенгуком. Его эксперименты с оптикой привели к изобретению микроскопа и обнаружению микроорганизмов,которые он назвал «анимакулами».
Примерно в тоже время итальянский врач по имени Лукантонио Порцио сконструировал первый многоразовый фильтр. Он применял свое изобретение для обычного отстаивания и процеживания воды,после чего следовала песчаная фильтрация.Фильтр имел два отделения:одно для нисходящего потока воды, другое — для восходящего.
В те времена эксперименты с очисткой воды были уделом лишь немногих энтузиастов: первый патент на фильтр был выдан в 1745 году французскому изобретателю Жозефу Эми.
Он полагал,что применение песка и меди в домашних фильтрах может быть опасным для здоровья,и в качестве альтернативы предложил использовать губки. С середины 18-го по 19-й век водоочисткой активно занимались английские и шотландские ученые. Был разработан "Ланкаширский фильтр" — он стал предшественником медленного песчаного фильтра, который наряду с хлорированием стал одним из ключевых изобретений в истории водоочистки. Он основывался на принципе медленной фильтрации: вода проходила сквозь слои песка и гравия, которые задерживали осадок.
Первая фильтровальная установка для общественных нужд была создана в 1804 году Джоном Гиббом,чтобы обеспечить водой жителей города Пейсли в Англии.Для очистки воды из местной реки,загрязненной промышленными отходами,Гибб применил отстаивание,а затем двойную фильтрацию.Фильтр Гибба представлял собой конструкцию из трех концентрических колец. В центре располагался резервуар с чистой водой,снаружи от него последовательно шли песчаный и гравийный фильтры.
Затем инициативу перехватили Соединённые Штаты.Со второй половины XIX века началась история современной водной индустрии: фильтрация воды исследовалась в университетах,разрабатывались очистные сооружения.
В США впервые применили химическое коагулирование воды — осветление и обесцвечивание сточных вод с использованием химических реагентов.Его применяли непосредственно перед фильтрацией. После 1885 года количество коагулирующих установок на промышленных объектах увеличивалось.
Медленный песчаный фильтр со временем был заменен на скорый. Он представляет собой барабанный чугунный аппарат, который по форме и конструкции отличался от медленного фильтра.
В 1864 году прорывом явилась «теория микробов» Луи Пастера,согласно которой микробы вызывают болезни.Долгое время эта идея не находила поддержки в научном сообществе.
В 1882 году молодой немецкий врач Роберт Кох обнаружил туберкулезную палочку, после чего теорию Пастера всё-таки признали:началась «золотая эра» бактериологии. В середине 1880-х была открыта бактерия холеры,распространяемая через воду. Параллельно с этим,опыты химика Аллена Хейзена подтвердили эффективность фильтрации на молекулярном уровне.
В системах общественного водоснабжения стремительно распространилось хлорирование.
Первая масштабная очистка хлором муниципального водопровода была проведена в штате Нью-Джерси. После этого в США стали появляться хлорные установки, которые снизили смертность от местной эпидемии тифа.Общественный запрос рос,за ним следовали технологии: повсеместно начали вводиться меры и ограничения,касающиеся качества воды.
Первые два десятилетия XX века стали периодом активных изысканий в сфере фильтрации.
В 1924 году для улучшения качества воды начали применять порошкообразный активированный уголь,хотя древесный уголь применялся в тех же целях на протяжении 40 веков.
Для дезинфекции воды стали использовать озонирование-технологию очистки, основанную на использовании сильного окислителя озона.
В 70-х годах широкое распространение получила технология обратного осмоса,позволившая осуществлять фильтрацию в домашних условиях — без дорогостоящих дистилляторов, промышленной химии, опреснителей и электричества. Фильтры стали устанавливать в домах: фильтр обратного осмоса сегодня является одним из самых популярных бытовых фильтров.
