在古時(shí)候，人類就想著把海水變成可口的淡水，民間流傳著，觀世音佛祖手里的玉瓶里裝有一支小柳條，只要往海水上一揮就能把苦咸的海水變?yōu)楦侍鸬牡?，還有一個(gè)故事，世上有一種叫作“海井”的人間至寶，像是一個(gè)無(wú)底的桶，下海遠(yuǎn)航帶上它，安放在船上就有源源不斷的淡水出來(lái)。

1945年以后才出現(xiàn)了具有真正現(xiàn)代意義的海水淡化，此時(shí)世界興起了工業(yè)農(nóng)業(yè)發(fā)展的浪潮人口也在不斷迅速增長(zhǎng)，淡水資源日亦缺乏，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)更是嚴(yán)重缺水，淡水如此稀缺，人們逐漸把眼觀放在了海水淡化上，海水淡化面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

全球海水淡化技術(shù)超過(guò)20余種，包括反滲透法、低多效、多級(jí)閃蒸、電滲析法、壓汽蒸 餾、露點(diǎn)蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)以及利用核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能海水淡化技術(shù)等 等，以及微濾、超濾、納濾等多項(xiàng)預(yù)處理和后處理工藝。當(dāng)前居于主流的是膜技術(shù)(包括反滲 透、電滲析、電去離子等)和熱技術(shù)(包括多效蒸餾和多級(jí)閃蒸等)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都 有高能耗的問(wèn)題。世界上許多國(guó)家都投入巨資，研發(fā)海水淡化技術(shù)、建立海水淡化工廠。 

從大的分類來(lái)看，主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類，其中低多效蒸餾法、多級(jí)閃蒸法 和反滲透膜法是全球主流技術(shù)。一般而言，低多效具有節(jié)能、海水預(yù)處理要求低、淡化水品質(zhì) 高等優(yōu)點(diǎn);反滲透膜法具有投資低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但海水預(yù)處理要求高;多級(jí)閃蒸法具有技術(shù) 成熟、運(yùn)行可靠、裝置產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，但能耗偏高。一般認(rèn)為，低多效蒸餾法和反滲透膜法是 未來(lái)方向。預(yù)計(jì)“十二五”期間，我國(guó)海水淡化將達(dá)到150萬(wàn)-200萬(wàn)噸/日，是現(xiàn)有產(chǎn)能的 三、四倍，投資規(guī)模將達(dá)到200億元左右。

冷凍法

冷凍法，即冷凍海水使之結(jié)冰，在液態(tài)海水變成固態(tài)冰的同時(shí)鹽被分離出去。冷凍法與蒸 餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會(huì)消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢，而所得 到的淡水卻并不多;而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。冷凍海水淡化法工藝之預(yù)冷 海水脫氣后可與蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)排出的濃鹽水和淡化水產(chǎn)生熱 交換，預(yù)冷至海水的冰點(diǎn)附近。冷凍海水淡化法工藝之脫氣 由于海水中溶有的不凝性氣體在 低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會(huì)在冷凝器內(nèi)冷凝。這將升高系統(tǒng)的壓力，使蒸發(fā)結(jié)晶器 內(nèi)壓力高于二相點(diǎn)壓力，破壞操作的進(jìn)行。顯然減壓脫氣法適合本系統(tǒng)。 

蒸餾法 

淡化法是影響海水蒸發(fā)與結(jié)冰速率的主要因素。

海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統(tǒng) 普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但 分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明減壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量比常 壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。 　　海水淡化法工藝之蒸汽冷凝 在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)，除海水析出冰晶以外，還將產(chǎn)生大量的蒸 汽，這些蒸汽必須及時(shí)移走，才能使海水不斷蒸發(fā)與結(jié)冰。

反滲透法

通常又稱超過(guò)濾法，是1953年才開(kāi)始采用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑 透過(guò)、不允許溶質(zhì)透過(guò)的半透膜，將海水與淡水分隔開(kāi)的。在通常情況下，淡水通過(guò)半透膜擴(kuò) 散到海水一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個(gè)過(guò)程為滲透。 此時(shí)，海水一側(cè)高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對(duì)海水一側(cè)施加一大于海水滲透壓的外壓， 那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能。它的能耗僅為電滲析法的 1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發(fā)達(dá)國(guó)家先后把發(fā)展重心轉(zhuǎn)向反滲透法。

反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展很快，工程造價(jià)和運(yùn)行成本持續(xù)降低，主要發(fā)展趨勢(shì)為降低反滲 透膜的操作壓力，提高反滲透系統(tǒng)回收率，廉價(jià)高效預(yù)處理技術(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)抗污染能力等。

太陽(yáng)能法

人類早期利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化，主要是利用太陽(yáng)能進(jìn)行蒸餾，所以早期的太陽(yáng)能海水 淡化裝置一般都稱為太陽(yáng)能蒸餾器。蒸餾系統(tǒng)被動(dòng)式太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)的例子就是盤式太陽(yáng)能蒸 餾器，人們對(duì)它的應(yīng)用有了近150年的歷史。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材方便，至今仍被廣泛采 用。對(duì)盤式太陽(yáng)能蒸餾器的研究主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太 陽(yáng)能集熱器配合使用上。與傳統(tǒng)動(dòng)力源和熱源相比，太陽(yáng)能具有安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，將太陽(yáng)能 采集與脫鹽工藝兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合是一種可持續(xù)發(fā)展的海水淡化技術(shù)。太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)由于不 消耗常規(guī)能源、無(wú)污染、所得淡水純度高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人們重視。太陽(yáng)能蒸餾法就是采用 簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能蒸餾器。該蒸餾器由一個(gè)水槽組成，水槽內(nèi)有一個(gè)黑色多孔的氈心浮洞，槽頂上 蓋有一塊透明、邊緣封閉的玻璃覆蓋層。太陽(yáng)光穿過(guò)透明的覆蓋層投射到黑色絕熱的槽底，轉(zhuǎn) 換為熱能。因此，塑料芯中的水面溫度總是高于透明覆蓋層底的溫度，水從氈芯蒸發(fā)，蒸汽擴(kuò) 散到覆蓋層上冷卻為液體，排入不透明的蒸餾槽中.

低溫多效蒸餾淡化技術(shù) 

低溫多效海水淡化技術(shù)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70℃的蒸餾淡化技術(shù)，其特征是將 一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)，用一定量的蒸汽輸入首效，后面一效的蒸發(fā)溫度均 低于前面一效，然后通過(guò)多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過(guò)程。

多效蒸發(fā)是讓加熱后的海水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽作 為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一。低 溫多效蒸餾技術(shù)由于節(jié)能的因素，發(fā)展迅速，裝置的規(guī)模日益擴(kuò)大，成本日益降低，主要發(fā)展 趨勢(shì)為提高首效溫度，提高裝置單機(jī)造水能力;采用廉價(jià)材料降低工程造價(jià)，提高操作溫度， 提高傳熱效率等。一種低溫多效蒸餾法海水淡化設(shè)備，包括供汽系統(tǒng)、布水系統(tǒng)、蒸發(fā)器、淡 水箱及濃水箱，供汽系統(tǒng)的生蒸汽入口置于中間效蒸發(fā)器上。工作方法為：(1)布水系統(tǒng)對(duì)海 水進(jìn)行噴淋;(2)輸入生蒸汽到中間效蒸發(fā)器的蒸發(fā)管內(nèi)部;(3)蒸汽在蒸發(fā)管內(nèi)冷凝傳出熱量，蒸 發(fā)管外吸收熱量產(chǎn)生蒸發(fā);(4)新蒸汽輸送至其兩側(cè)的蒸發(fā)管內(nèi).管外吸收熱量、產(chǎn)生蒸發(fā);(6)各 效蒸發(fā)器重復(fù)蒸發(fā)和冷凝過(guò)程;(7)蒸餾水進(jìn)入淡水箱;(8)濃鹽水進(jìn)入濃水箱。

多級(jí)閃蒸 

所謂閃蒸，是指一定溫度的海水在壓力突然降低的條件下，部分海水急驟蒸發(fā)的現(xiàn)象。多 級(jí)閃蒸海水淡化是將經(jīng)過(guò)加熱的海水，依次在多個(gè)壓力逐漸降低的閃蒸室中進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸汽 冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化裝置仍以多級(jí)閃蒸方法產(chǎn)量最大，技術(shù)最成熟，運(yùn)行安全 性高彈性大，主要與火電站聯(lián)合建設(shè)，適合于大型和超大型淡化裝置，主要在海灣國(guó)家采用。 多級(jí)閃蒸技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，主要發(fā)展趨勢(shì)為提高裝置單機(jī)造水能力，降低單位電力消耗， 提高傳熱效率等。 

電滲析法

該法的技術(shù)關(guān)鍵是新型離子交換膜的研制。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜 片，按其選擇透過(guò)性區(qū)分為正離子交換膜(陽(yáng)膜)與負(fù)離子交換膜(陰膜)。電滲析法是將具有選 擇透過(guò)性的陽(yáng)膜與陰膜交替排列，組成多個(gè)相互獨(dú)立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃 縮，淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以作為水質(zhì)處理的手段，為污 水再利用作出貢獻(xiàn)。此外，這種方法也越來(lái)越多地應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的濃縮、分 離與提純。

壓汽蒸餾

蒸餾法是通過(guò)加熱海水使之沸騰汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸餾法海水淡化技術(shù) 是最早投人工業(yè)化應(yīng)用的淡化技術(shù)，特點(diǎn)是即使在污染嚴(yán)重、高生物活性的海水環(huán)境中也適 用，產(chǎn)水純度高。與膜法海水淡化技術(shù)相比，蒸餾法具有可利用電廠和其他工廠的低品位熱、 對(duì)原料海水水質(zhì)要求低、裝置的生產(chǎn)能力大，是當(dāng)前海水淡化的主流技術(shù)之一。 

露點(diǎn)蒸發(fā)

露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)是一種新的苦咸水和海水淡化方法。它基于載氣增濕和去濕的原理，同 時(shí)回收冷凝去濕的熱量，傳熱效率受混合氣側(cè)的傳熱控制。露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)是以空氣為載 體,通過(guò)用海水或苦咸水對(duì)其增濕和去濕來(lái)制得淡水,并通過(guò)熱傳遞將去濕過(guò)程與增濕過(guò)程耦合, 使冷凝潛熱直接傳遞到蒸發(fā)室,為蒸發(fā)鹽水提供汽化潛熱,以提高過(guò)程的熱效率。建立了有效傳 熱面積分別為9.6 m~2和2.75 m~2的兩臺(tái)增濕/去濕耦合的露點(diǎn)蒸發(fā)淡化設(shè)備。建立了相應(yīng)的 實(shí)驗(yàn)裝置和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。分別成功地完成了露點(diǎn)蒸發(fā)淡化基本流程與參數(shù)相關(guān)性實(shí)驗(yàn) 以及強(qiáng)化傳熱/傳質(zhì)淡化實(shí)驗(yàn)。

海水淡化成本過(guò)高，一度是企業(yè)不感冒的主要絆腳石。目前使用的膜法和熱法，最大問(wèn)題 都是“費(fèi)電、燒錢”。這個(gè)技術(shù)消耗的主要就是電，另外利用反滲透膜來(lái)截留雜質(zhì)鹽分。每隔 一段時(shí)間，膜就需要清洗甚至更換，電耗和膜的維護(hù)更換是該技術(shù)高成本的關(guān)鍵難題。熱法， 簡(jiǎn)而言之就是蒸餾，如同家庭煲湯一樣，常壓下水達(dá)到100攝氏度蒸發(fā)。但海水不行，像煲湯 一樣進(jìn)行常規(guī)蒸餾，就會(huì)出現(xiàn)厚厚的一層垢。工業(yè)上淡化海水一般采用負(fù)壓蒸餾，水不需要 100攝氏度，幾十?dāng)z氏度就蒸發(fā)了。海水就不會(huì)發(fā)生結(jié)垢，這成為海水淡化的另一種可靠方 法，但同樣存在成本高昂的弱點(diǎn)。

目前，我國(guó)沿海多個(gè)萬(wàn)噸級(jí)和10萬(wàn)噸級(jí)海水淡化工程相繼投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。今年1月15日，“十二五”期間，海水淡化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率由40%上升到 現(xiàn)在的85%左右?！拔覀冄邪l(fā)出的利用余熱進(jìn)行海水淡化的新技術(shù)，可用于海島、遠(yuǎn)洋漁船、 海上平臺(tái)、沿海地區(qū)等，可大幅降低海水淡化實(shí)際能耗和成本”，