海水淡化難以用低壓反滲透膜

A. 淡化海水的反滲透法

通常又稱超過濾法，該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透專膜，將屬海水與淡水分隔開的。在通常情況下，rightleder`淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。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，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。反滲透海水淡化技術發展很快，工程造價和運行成本持續降低，主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統回收率，廉價高效預處理技術，增強系統抗污染能力等。

B. 海水淡化的方法

蒸餾法：蒸餾淡化進程的實質就是水蒸氣的構成進程,其原理好像海水受熱蒸騰構成雲,雲在必定條件下遇冷構成雨,而雨是不帶鹹味的.根據所用動力、設備、流程不一樣首要可分設備蒸餾法、蒸汽緊縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等.

冷凍法：冷凍法,即冷凍海水使之結冰,在液態淡水成為固態冰的一起鹽被別離出去.冷凍法與蒸餾法都有難以克服的壞處,其間蒸餾法會耗費很多的動力並在儀器里發生很多的鍋垢,而所得到的淡水卻並不多;而冷凍法一樣要耗費很多動力。

太陽能法：人類前期運用太陽能進行海水淡化,首要是運用太陽能進行蒸餾,所以前期的太陽能海水淡化設備通常都稱為太陽能蒸餾器.餾體系被動式太陽能蒸餾體系的比如就是盤式太陽能蒸餾器,太陽能具有安全、環保等利益,將太陽能收集與脫鹽技能兩個體系聯系是一種可繼續打開的海水淡化技能。

(2)海水淡化難以用低壓反滲透膜擴展閱讀：

電滲析淡化法是使用一種特別製造的薄膜實現的。在電力作用下，海水中鹽類的正離子穿過陽膜跑向陰極方向，不能穿過陰膜而留下來；負離子穿過陰膜跑向陽極方向，不能穿過陽膜而留下來。這樣，鹽類離子被交換走的管道中的海水就成了淡水，而鹽類離子留下來的管道里的海水就成了被濃縮了的鹵水。 反滲透淡化法更加絕妙。它使用的薄膜叫「半透膜」。半透膜的性能是只讓淡水通過，不讓鹽分通過。

網路--海水淡化

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D. 海水變淡反滲透法如何實施

反滲透法是20世紀50年代美國政府援助開發的凈水系統。60年代用於海水淡化。1981年美國曾將反滲透製造的純水作為航天員的循環飲用水，因此用反滲透處理的純水又稱太空水。採用反滲透法製造純凈水的優點是脫鹽率高，產水量大，化學試劑消耗少，勞動強度低，水質穩定，離子交換樹脂壽命長，終端過濾器壽命長。反滲透技術在未來20年內將是最有效、最關鍵的水處理方式。這就是說純水機的誕生無疑是飲用水市場發展的必然規律。常規反滲透法工藝流程是:原水→預處理系統→高壓水泵→反滲透膜組件→凈化水。其中預處理系統視原水的水質情況和出水要求 可採取粗濾、活性炭吸附、精濾等,精濾必不可少,是為了保護反滲透膜、延長其使用壽命而設立的,另外,復合膜對水中的游離氯非常敏感,因而預處理系統中通常都配備活性炭吸附。

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G. 海水淡化去鹽技術為何如此的難

首先，目前海水淡化技術已經比較成熟，主要分為膜法和熱法兩大類。通俗點說，膜法就是過濾，利用外界（裝置中的高壓泵）施加的高壓，把海水中的淡水擠到反滲透膜的一側，無機鹽等組分留在膜的另一側。而熱法則是蒸餾，你就想像吧，類似於一口大鍋蒸啊蒸，然後純水變成水蒸氣蒸出去了再冷凝得到淡水。當然實際中這個鍋的設計要麻煩一點…

海水淡化在中東地區發展的非常成熟。以色列、沙特等地方的海水淡化廠多如牛毛，技術也很先進，無論是工程能力還是技術研發能力都值得我們學習，目前世界上總規模、單機規模最大的膜法、熱法工程都在那邊。膜法最大規模已經達到近64萬噸/天…而且，淡化水是和其他水源一起混合，進入市政管網的。也就是說，辣么多居民，都在喝淡化水。

當然，日本、韓國、新加坡也都有一些很不錯的公司。目前在我國，熱法以低溫多效為主，最大規模是天津北疆電廠搞的，20萬噸/天，但目前沒有開足馬力；膜法就是反滲透了，最大規模是天津大港新泉（新加坡凱發搞的），10萬噸/天，這個也沒開足馬力。其他的也還有，但總體來說這兩個算是比較典型的大型淡化工程了，運營的也還都不錯。

熱法能耗主要是蒸汽和電力，其中蒸汽又很貴，一般來說，熱法淡化都是和電廠共建的，因為電廠有很多廢熱可以利用，這樣就降低了蒸汽的成本。膜法主要就是耗電了，畢竟需要高壓泵呼呼呼不停轉。

二者都需要大量設備投資。總的算下來，淡化水噸水成本4-6塊錢吧。膜法裝置佔地小，好挪，操作也便利，所以現在市場中用的相對多一些。從技術上來說，海水淡化是很成熟的。當然國產化率目前還差點事兒。

單純說點技術上的現有問題吧。

一是國產化率比較低。超濾膜做得還可以，但真用起來和國外的膜還是有點差距。至於能量回收和反滲透膜嘛，那基本就全得靠進口了。這個確實要努力。

典型海水淡化廠設計

兩種最常用的淡化技術是逆滲透（全球淡化能力的47.2%）及多級閃蒸（全球淡化能力的36.5%）

我們大體認為容易的話，主要是因為蒸餾法，高中化學實驗室常用之制備純水的方法之一。看起來也沒啥難度，但是其實不是，商用的話有點麻煩

逆滲透的水是目前水處理中最干凈，水中除水分子外無任何礦物質或金屬。導電性差。

多級閃蒸，是一種海水淡化方法。強調多級和閃蒸，其裝置由多個閃蒸室組成的.

以減壓方式降低沸點，並產生蒸汽，再將蒸汽冷凝後即可製得淡水。由於此方法並沒有使含鹽水真正沸騰（僅是表面沸騰）與熱傳表面積接觸，可以大幅改善因蒸餾產生的積垢問題

於 1950 年代即已有商業化規模

為什麼感覺海水淡化那麼難？

科技 難度其實不大，但是估計是效益不高，建立一個淡水加工基地，其實不是那麼容易的

海水淡化去鹽技術已經很穩定，【難】的是成本難以再降低。

目前技術主要分兩類，薄膜逆滲與蒸餾法，其中又以薄膜逆滲技術成本效能更高。

世界各地缺水的地方，如中東多國一早已廣泛採用海水去鹽淡化來提供食用水，東南亞方面新加坡目前有兩個海水淡化廠每天總共可處理約50萬噸，今年底第三個海水淡化廠投產，加上裕廊島第五個海水淡化廠，預計2020年每天可生產大約90萬噸凈水，約佔新加坡一半淡水供應。而目標是在2060年時，新生水和淡化海水的產量佔用水量的85％。

從以上可見海水去鹽技術走向成熟，難度已攻克，現階段是如何降低成本的問題。

水是生命之源，是生物體重要組成成分，是世界上最廉價的「葯」。

水對人體有著重要的生理作用，以此補充適量水分對 健康 十分有利。人體對水的需求量因年齡、體重、氣候及運動強度等因素而異。

總體來說：成年人一天需要補充1500~2800mL的水，以補充因排尿、呼吸、出汗等人體丟失的水分。

而這其中的很大一部分是通過直接飲用水獲取的，還有一部分通過飲食、新陳代謝獲取。除了人體所需，日常生活和生產作業也都離不開水。因此，水的質量在很大程度上影響著生活水平和工業生產。

可是，如此重要的水並不總是滿足人類的需求。地球上淡水的分布與經濟和人口的分布之間十分不均衡，其中， 貝加爾湖擁有地球地表淡水儲量的20%；積雪覆蓋，人跡罕至的南極擁有地球淡水儲量的72% 。

種種原因之下，世界多個國家或地區處於嚴重的缺水狀態之下，其中就包括我國和中東地區，以及非洲。

為了結束我國南北淡水分布不均，北方水資源短缺的狀況，國家實施了「南水北調」這一浩大的工程。而對於中東那些缺水但不缺石油不缺錢的國家，有心而無力，只能變著法子的解決這一棘手的問題，比如從南北極海運冰川、海水淡化等。

耗資巨大的海水淡化，收效甚微

早在400多年前，英國王室就曾懸賞徵求經濟有效的海水淡化方法。

在16世紀的歐洲，已經有人嘗試著從海水中提取淡水，以滿足長期海上航行對於淡水的需求。

但礙於科學技術的落後，那是的海水淡化只能滿足少數人的日常所需，無法大型化、進行工業化生產。

直到上世紀五十年代開始，隨著水資源危機的加劇，海水淡化得到快速、長足的發展，世界各國投入大量人力物力研究海水淡化技術，以求找到經濟高效的工業化方法。

世界上第一座海水淡化工廠於1954年在美國德克薩斯州弗里波特建成並投入使用，並且目前仍然在為市民提供生活用水。

海水淡化技術發展至今，已有超過20餘種方法，包括反滲透法、低多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發法、水電聯產、熱膜聯產等。

從大的分類來看，主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類，其中低多效蒸餾法、多級閃蒸法和反滲透膜法是全球主流技術。

反滲透膜法具有投資低、能耗低等優點，但海水預處理要求高；多級閃蒸法具有技術成熟、運行可靠、裝置產量大等優點，但能耗偏高。

原理不難省錢難

海水淡化在很多人的觀念看法中，很簡單，的確，海水淡化的原理很簡單，就是把海水中的鹽分及其他各種影響直接飲用的物質藉助物理或化學方法分離出去。

最簡單直接的方法就是蒸餾，藉助海水中不同物質的揮發性不同，將水分蒸發出來，然後再冷凝，得到純凈水。這個方法從可行性角度考慮，可以；但如果從經濟性角度考慮，能耗偏高。

因此，具有投資少、能耗低等優點的反滲透膜法在這個以經濟利益為本的 社會 成為發展的主要方向，它的能耗僅為蒸餾法的1/40。

反滲透法利用到氫鍵理論、優先吸附-毛細孔流等理論，涉及到分析化學、材料化學、流體力學等多個學科。由於需要在高壓中進行，對於半透膜材料的要求很高。

其中預處理系統視原水的水質情況和出水要求可採取粗濾、活性炭吸附、精濾等。為了保護反滲透膜、延長其使用壽命，精濾這一步驟必不可少。

另外,復合膜對水中的游離氯非常敏感,而海水中又含有大量的氯，因而預處理系統中通常都配備活性炭吸附。

科技 讓生活更美好

與直接從地表或者地下獲取淡水相比，海水淡化的成本較高、前期投入大，成本回收周期長，但隨著技術的革新及生產方式的轉變，目前淡化海水的成本已降到4-5元/噸，經濟可行性已經大大提升，使得「水比石油貴」這一尷尬現象在中東少數地區已經不復存在。

其中，不缺石油、天然氣的中東土豪沙烏地阿拉伯不但財大氣粗，在海水淡化上可謂是下足了老本，其擁有全球24%的海水淡化能力。此外， 位於阿聯酋的傑貝勒阿裏海水淡化廠第二期是全球最大的海水淡化廠，每年可產生3億立方米淡水。

考慮到未來技術進步帶來的成本下降，以及經濟、 社會 快速發展帶來的對淡水需求量的日益增長等因素，淡化海水會進入更多平常百姓的家庭之中。同時，未來海水淡化產業有望出現爆式增長，前景廣闊。

海水淡化去鹽技術並不難，而是成本太高！

如上圖所示，海水淡化的原理主要要經過水泵抽海水、疊片過濾器過濾、多介質過濾器過濾、精密過濾器過濾、反滲透過濾器等過濾以後，就可以變成淡水了！據阿聯酋等國的經驗，這樣海水淡化一噸的費用大約需要4—6元人民幣！雖然看起來，這個價格和北京居民階梯水價的最低檔的5元一噸差不多！但是這是海水淡化廠的成本價！根據自來水成本價僅為出廠價一半來看，這樣海水凈化成的淡水其銷售價格應該在8元至12元，基本要比現有水價翻倍！

其次，自來水都是在當地建有處理廠，因而其運輸成本並不高。而按中國的地理特徵，東部沿海地區其實缺水的並不多，而西部很多區域卻非常缺水。但是如果要建設輸水工程，成本就很高了，不僅其輸水線路需要高額投資（參考南水北調工程2000億以上的預算）。同時由上圖可以看出，中國沿海地區都是平原，海拔較低，但是西部地區都是高原，這樣還必須利用水泵來把水抽到西部，這個成本就會大幅度上升！估計這樣的淡化水的成本預計至少在20元/噸，甚至更多！

總之，海水淡化技術已經很成熟，但是淡化過程需要較高成本。而鑒於中國的地形特點，運輸成本就可以說是奇高。因此海水淡化不能成為我們淡水的主要來源！

隨著技術的不斷進化相信海水淡化將變得越來越簡單而且更加高效、實用。

雖然海水中含有多種礦物，但卻很難將其中一種分離出來。不過現在，來自澳大利亞和美國的一組科學家們研發出了一種全新的海水淡化技術，它不僅能讓通過該種技術出來的海水能夠飲用而且還能收集到可用於電池生產的鋰離子。

而這一技術的關鍵就是金屬有機框架(MOFs)，其擁有任何已知材料的最大內表面積。從理論上來講，這樣一種材料光一克展開後能夠覆蓋一個足球場，同時其復雜內部結構能使MOFs是捕捉、儲存和釋放分子的完美對象。最近的研究發現，這種材料能讓MOFs在碳排放海綿、高精度化學感測器和城市水過濾器找到運用。

眼下最常用的水過濾技術則是反滲透膜，其原理相當簡單：膜的孔隙能讓水分子通過但對於大部分污染物則不行。然而這一技術的一大問題就在於其需要相對較高的壓力將水壓過去才行。

但MOF膜卻擁有更強的選擇性和高效性。來自莫納什大學、CSIRO和奧斯汀德州大學的科研人員就研發出了這樣一種膜。這一設計靈感來自於生物細胞膜的「離子選擇性」，它能讓特定的離子通過。除此之外，這種過濾膜還不需要像反滲透膜那樣需要強大的外力。

除了干凈的飲用水之外，MOF膜還能收集到鋰離子。由於全球電子和電池對鋰的需求量非常高，而海水中富含有大量的鋰離子，所以MOF膜的誕生是一個好消息。

此外，這種技術還將能應用到工業廢水的過濾。

這項研究發表在《Science Advances》雜志上。

理論上，海水把鹽和淡水分離的技術確實非常簡單，比如沿海曬鹽場以及海水蒸餾技術都只是簡單的物理技術，但海水淡化的難點並不是分離技術，而是分離加收集所投入的成本與回報不成正比。 我們先以海水曬鹽來舉例，基本上全世界海水曬鹽的方法，都是將大片海水引入鹽田，直接經過太陽高溫直射，海水蒸發以後，留下的結晶體便是鹽分，再經過相關的凈化技術，得到的就是白花花的食鹽。在這過程中，因為海水在蒸發時，鹽分子體積更大不會隨著水分子同時蒸發，所以只要有足夠的溫度，鹽分和水分就可以進行分離，溫度是唯一的要求。 從曬鹽技術上來看，似乎將鹽和水分離並沒有什麼難題，但曬鹽的過程當中是太陽直射，收集的是鹽而不是淡水，兩者有天壤之別。如果在曬鹽場上方放一塊玻璃，也可以得到凝結的淡水水珠，但是數量十分有限，根本緩解不了地球淡水的需求，而且人類使用淡水的總量也遠遠高於鹽，這就需要供海水蒸發的溫度更高，范圍更大，人類發明的設備就運營而生了，但有設備就要有成本。 一般沿海區域，建幾座小型的海水淡化廠，也基本能滿足周邊生活、生產的需求，而全世界90%以上的地區都缺水，尤其是內陸缺水更甚。本身海水淡化設備投入的成本就很大，如果再加上海水運往內陸，這其中的運輸成本更高，說白了就是水資源與地球其他資源互換的條件下，對其他資源的損失太過巨大，損失與收獲不成正比，在更加經濟的設備發明之前，海水淡化始終不會成為淡水重要來源。 歡迎關注「地理有意思」留言一起探討。

我們公司在北非做過一個大型的海水淡化廠項目，設計和反滲透膜都是新加坡人做的，我公司做施工。

海水淡化技術現在已經很成熟，主要包括反滲透膜法和熱蒸發法兩種。

由於海水中的很多無機鹽無法通過化學反應沉澱下來，人類在解剖動物內臟時，發現一些動物的腸胃上有一層膜，這層膜能阻止無機鹽進入體內，進一步研究後發現，這種膜的過濾機制主要在於滲透壓，即淡水能通過這層膜進入滲透壓低的一邊，含鹽量高的海水卻不能，為此，人類又開始研究了這種膜的化學結構與成分，目前已經得到了逐步破解，然後就生產了這種膜，用於海水淡化，但由於至今沒有完全破解這種膜的化學結構和成分，所以，還無法達到動物膜的效果，再者，對於這種膜的再生，仍處於起步階段，因為無法再生，在使用一段時間後，由於膜被一些無機鹽和雜質堵塞，只能更換，並且，膜在使用過程中，由於逐步被堵塞，產水量也是逐漸下降的。由此導致海水淡化成本居高不下，不過相信人類最終能徹底攻破難關，使海水淡化技術能變得常用。

熱蒸發法技術很簡單，就是加熱讓淡水從海水中蒸發出來，然後收集起來，這個工藝要消耗大量的能量，所以成本比膜技術要高，一般小型的海水淡化廠採用。

中國也在研究反滲透技術，並且在天津、山東等地建得有廠，南海的一些島嶼上，安裝有一些海水淡化設備，滿足駐軍人員的生活所需。

可以預見到的是，如果海水淡化技術被完全攻破，中國可能可以從渤海灣調水去內蒙和西北，改善那裡的生態環境，這種方案比從青藏高原引水好多了，對環境的影響也小，而且不會引起印度、孟加拉國等鄰國的爭議。

海水淡化也稱海水化淡、海水脫鹽，指將水中的多餘鹽分和礦物質去除得到淡水的工序，從海水中取得淡水的過程即被稱為海水淡化。海水淡化是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，水質好、價格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法，目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易於維護和設備模塊化的優點迅速佔領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。

世界上淡水資源不足，已成為人們日益關切的問題。有人預言，19世紀爭煤，20世紀爭油，21世紀可能爭水。

作為水資源的開源增量技術，海水淡化已經成為解決全球水資源危機的重要途徑。到2006年，世界上已有120多個國家和地區在應用海水淡化技術，全球海水淡化日產量約3775萬噸，其中80%用於飲用水，解決了1億多人的供水問題。

「向海洋要淡水」已經形成了方興未艾的產業。截至2006年底，中國日淡化海水能力接近15萬噸，比上一年翻一番。中國在反滲透法、蒸餾法等主流海水淡化關鍵技術方面均取得重大突破，完成了自主知識產權的3000立方米/日低溫多效海水淡化工程，以及5000立方米/日反滲透海水淡化工程；海水直流冷卻技術已進入萬立方米/小時級產業化示範階段。中國海水淡化成本逐步下降，已接近5元/立方米。

中國海水淡化雖基本具備了產業化發展條件，但研究水平及創新能力、裝備的開發製造能力、系統設計和集成等方面與國外仍有較大的差距。當務之急是盡快形成中國海水淡化設備市場的完整產業鏈條。圍繞制約海水淡化成本降低的關鍵問題，發展膜與膜材料、關鍵裝備等核心技術，研發具有自主知識產權的海水淡化新技術、新工藝、新裝備和新產品，提高關鍵材料和關鍵設備的國產化率，增強自主建設大型海水淡化工程的能力。

未來20年內國際海水淡化市場有近700億美元的商機，中國應佔有充分份額。根據全國海水利用專項規劃，到2010年，中國海水淡化規模達到每日80萬至100萬噸，2020年中國海水淡化能力達到每日250萬至300萬噸，尤其是國家積極支持海水淡化產業，自2008年1月1日起，企業的海水淡化工程所得免徵所得稅。中國海水淡化產業發展前景廣闊。

海水淡化難，難的是規模化，也就是大規模的進行海水淡化用於人類生活及生產。海水中不僅僅是鹽（氯化鈉）還有其他鹵族元素和金屬離子比如鎂鹽、鈣鹽等，小規模蒸發冷凝就可以獲得淡水，大規模則要考慮析出物的後期處理。當然還有效率，成本等。

H. 海水專用反滲透膜與一般反滲透膜有何區別

海水來中的含鹽量較高，一般自的反滲透膜無法承受鹽的腐蝕性。海水淡化反滲透膜必須具有高脫鹽率，耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點。
海水淡化對反滲透膜的要求相對較為嚴苛，主要是脫鹽率和耐腐蝕方面。經過海水淡化專用反滲透膜處理後的海水，其含鹽量可大大降低，海水的TDS值一般在3萬毫克/升以上，對反滲透膜的要求相對較為嚴苛，主要是脫鹽率和耐腐蝕方面。
因此海水淡化專用反滲透膜與一般反滲透膜在材質和結構上都有些不同。比如抗氯方面，普通的沒有那麼大的抗氯能力，用一般的去做，膜不但堵還能被氧化，氧化不可還原就報廢了!