МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени СЕРГО ОРЖДОНИКИДЗЕ» МГРИ
Кафедра: Техносферной безопасности
Дисциплина «История науки и техники»
Реферат
На тему: «История фильтра и очистки воды»
Выполняла:
Студентка 1 курса ТБ-20
Каримова Рахимахон Собитовна
Проверил:
Бузин Артём Андреевич
Москва 2021 г
Содержание
Введение
1. История появления фильтров
2. Очистка воды: немного истории
3. Фильтры для воды: история и современность
Заключение
Список литературы
Введение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.
Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.
Проблема качества питьевой воды затрагивает многие стороны жизни человеческого общества. Словосочетание "питьевая вода" появилось относительно недавно и, несмотря на это, уже превратилось в термин, который встречается в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, инженерная, экономическая.
Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки воды, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека, либо для производства пищевой продукции.
В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия качественно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод. Даже на бытовом уровне человек сталкивается с такими проблемами как:
-вода имеет неприятный запах и привкус;
-вода мутная или желтого цвета;
-водонагревательные приборы покрыты густым желтым или белым налетом;
-при использовании воды возникает зуд на кожных покровах.
Для того, чтобы устранить подобные проблемы или свести их к минимуму необходима качественная очистка воды. Прежде чем приступать к системе очистки воды необходимо сделать ее анализ. По результатам анализа оценивается состав воды по технологическим и токсикологическим показателям и выдаются рекомендации по корректировке состава воды с учетом концентрации компонентов и технологии очистки.
Очистка воды - технологические процессы, применяемые для осветления и обесцвечивания воды.
Водоподготовка - технологические процессы обработки природной воды для приведения ее качкства в соответствие с требованиями водопотребителей. Водоподготовка включает следующие стадии: осветление воды, обеззараживание воды, обезжелезивание воды, умягчение воды, озонирование воды, деминерализация воды, дегазация воды, добавление некоторых компонентов: фторирование и пр.
1. История появления фильтров
В современном мире очистке воды уделяют много внимания. Муниципальные службы обеззараживают и частично очищают воду до того, как она попадет к нам в дом. А мы самостоятельно стремимся улучшить качество воды с помощью различных фильтров очистки для воды. Как же люди раньше справлялись с грязной водой?
Не все знают историю развития способов очистки для воды. С водой появилась жизнь и человек, но как она появилась, так и ежегодно уносится болезнями, которые передаются через воду. В пресной воде живет огромное количество бактерий и вирусов, способных нанести смертельный вред человеку. Поэтому, хотя до промышленной революции, вода в реках, озерах и источниках была значительно чище - там отсутствовали пестициды, продукты нефтепереработки и другими химическими соединениями, люди все равно стремились ее очистить. Пожалуй, как только люди научились добывать огонь, создали посуду, они начали очищать воду самым простым способом - кипячением.
И сейчас приходится применять другие методы очистки, а конкретнее к древней культуре Египта. Именно там археологи засвидетельствовали первые способы массовой очистки воды. Египет - это цивилизация, которая появилась на берегах Нила. Эта река считается очень грязной, и египтяне вынуждены были очищать воду реки перед использованием. Применялось очищение с помощью тонкой ткани, сложенной в несколько слоев. Проходя через такой тканевой фильтр, удерживался значительный процент песка и взвесей воды. Также именно в Египте были построены первые песочные дамбы в местах водозабора, которые очищали воду. Развитые древние цивилизации Египта, Греции и Рима строили канализационные системы, чтобы отходы жизнедеятельности не попадали в питьевые воды жителей городов. Римская большая клоака, построенная еще в древности, функционирует до сих пор, как часть римской канализационной системы.
Люди не только стремились очистить свою воду, но и улучшить ее вкус и запах, добавляя натуральные ароматизаторы.
Настоящий прорыв произошел во времена технического прогресса, люди изобрели микроскоп и исследовали состав воды. Понимание того, что содержит вода, привело к тому, как ее надо очищать. Люди, измученные пандемиями, вызванными загрязненной водой, ждали нового витка в эволюции очистки воды.
Ключевым методом очистки - стало хлорирование воды. Было выявлено, что хлористые соединения способны справляться с вирусами холеры, дизентерии и тифа. Благодаря использованию нового метода, многие жизни людей были спасены. Но нельзя забывать, что хлор - это яд не только для вирусов и бактерий, но и для человека. Поэтому сейчас человечество ищет новые способы очистки воды без участия хлора.
В данный момент применяется метод биологической очистки стоковых вод, в котором используются аэробные бактерии. В основе принципов физико-химичекой очистки лежат методы сорбции, флотации и ионообменных процессов. Также используется механическая очистка, избавляющая воду от песка, взвесей и других механических загрязнений. В домашних условиях для дополнительной очистки рекомендуется использовать бытовые, многоступенчатые, фильтры для воды.
Эволюция очистки воды не стоит на месте, поэтому можно ожидать, что в скором будущем появятся еще более надежные и эффективные методы фильтрации воды.
2. Очистка воды: немного истории
Очистка воды появилась тогда же, когда появились первые системы водоснабжения, а это произошло в Древнем Риме. Огромные по протяженности акведуки подавали чистую родниковую воду в города. В термах воду долго кипятили, и только после этого ее использовали патриции за своим обеденным столом.
Однако с падением Римской Империи в Европе не было больше водопроводов, и только в 18 веке они мало помалу начали возрождаться.
Жизнь средневекового человека была связана с постоянными проблемами из-за грязной воды: люди пили воду из открытых источников без всякой очистки, в города эта вода доставлялась в бочках за плату, а нечистоты сливались непосредственно на улицу из окна под ноги прохожих.
В России ситуация до 18 века мало отличалась от общеевропейской. Нечистоты сливали в ближайшую канаву или овраг, питьевую воду брали из родников или колодцев. Однако в отдельных частях Руси, например, на Украине, археологи нашли зачатки водопроводов в районе крепостей, которые выдерживали долгие осады. Был водопровод и в самой Москве еще в 17 веке: вода из Москва-реки набиралась машиной на конской тяге под напором подавалась в особую башню, внутри которой был бак. Оттуда она текла по свинцовым трубам в царские палаты, из-за чего некоторые русские цари страдали раковыми заболеваниями.
Первые исследования воды на Руси производились еще в 12м веке, знахари и лекари уже тогда знали, что питье прямо из речки приводит к «болести и пакости во чреве». Знаменитая русская сказка сохранила на века народную мудрость и облекла ее в поэтическую форму: не пей, Иванушка, водицу из лужицы, козленочком станешь. Ведь как еще объясним детям, почему нельзя пить воду из прудов, луж, рек? Только колодцы и родники считались надежными источниками чистой питьевой воды.
На Украине первый водопровод появился во Львове в 15 веке, трубы в нем были изготовлены гончарами из глины, они подавали воду в город из родников.
Однако уже в глубокой древности было известно, что даже самую чистую родниковую воду нередко нужно специально очищать прежде чем ее пить. Как люди в древности справлялись с этой задачей?
Первым способом очистки было кипячение воды, им пользовались уже в Древнем Египте врачи. Больных поили исключительно кипяченой водой. Египтяне хорошо знали, что хотя Нил и являлся житницей страны и он него зависело благосостояние страны, пить воду из Нила было нельзя, так как уже в древности эта река была сильно загрязнена илом и песком, что делало ее мутной. Употребление такой воды вызывало болезни желудка и кишечника, нередко заканчивавшиеся летальным исходом.
Поэтому уже в Египте был придуман первый в истории фильтр для воды, он представлял собой кусок льняной ткани, сложенный в несколько слоев, через который воду фильтровали. Ил и грязь оседали на ткани и на выходе вода получалась намного чище, чем на входе. Другим изобретением египтян были песочные дамбы в местах забора воды. Вода проходила сквозь слой песка и очищалась.
Древние греки также придавали чистоте питьевой воды особое значение, в частности, они тщательно разделяли источники для слива нечистот и источники для забора воды для питья. Кроме того в Греции люди научились улучшать вкусовые качества питьевой воды путем добавления вина, лимона, красных фруктов и других, эти добавки также служили уничтожению вредных бактерий и микробов. Еще одним важным источником питьевой воды в Древней Греции были каменные колодцы для сбора дождевой воды.
Однако настоящим прорывом в очистке воды явилось изобретение микроскопа в Голландии в 1 590 году. Ученые с его помощью начали исследовать состав воды и выяснять, каким образом ее следует очищать, чтобы она не стала причиной пандемий, измучивших население Европы к тому времени. Самыми смертоносными вирусами и бактериями в то время были холера, дизентерия и тиф. И тогда ученые открыли, что с ними способен справляться хлор. После этого открытия многие жизни были спасены. И только намного позже выяснилось, хлор - это яд, его воздействие на человека оказывается не менее вредным, чем воздействие болезнетворных микробов. Однако только в 21 веке ученые смогли найти альтернативу хлору для обеззараживания воды. Ими сьтали бытовые многоступенчатые фильтры для воды.
3. Фильтры для воды: история и современность
Фильтр для воды представляет собой устройство, которое удаляет загрязнения из жидкости с помощью тонкой физического барьера, химических или биологических процессов. Фильтры для быстрой очистки воды в той или иной степени подходят для орошения, аквариумов, бассейнов, или питья. История фильтрации питьевой воды не такая уж длительная. В течение 19 и 20 веков были созданы первые фильтры для воды. Они стали пригодными для домашнего использования. Речь идет о производстве песчаных фильтров (также называемые механическими фильтрами). Хотя до 1800 года уже находились в эксплуатации первые фильтрационные системы, они начали повсеместно применяться для локальных систем фильтрации только через много лет. Первая система, охватывающая весь город, была внедрена в Пейсли (Шотландии). Она была введен в эксплуатацию в 1804 году, и это был медленный песчаный фильтр. Между 1800 и 1810 годами в Великобритании и на континенте построили сотни этих медленных фильтров. Песчаная фильтрация помогла в формировании системы современной медицины. В 1893 году в Лоуренсе (штат Массачусетс) фильтр был запущен в связи с эпидемией тифа, вызванного загрязненными источниками питьевой воды.