海水淡化原理及方法綜述
水對於人類的生存與發展具有重要意義,而能被人類利用的淡水資源僅占全球水總儲量的0177 %。隨著淡水資源短缺的形勢日趨嚴峻,人們寄希望於新的淡水資源的開發。海水淡化作為開發新的淡水資源的重要手段日益受到重視。
海水水質的主要特點是:
(1)含鹽量高,一般在 35 g/ L 左右;
(2)腐蝕性大;
(3)海水中動、植物多;
(4)海水中各種離子組成比例比較穩定(見表1) ;
(5)p H 變化小,海水錶層p H 在811～813 範圍內,而在深層p H 則為718 左右。……
海洋水占全球水總儲量的96.5%,而人類有近七成居住在距大海不到120公里的地方,因此海水淡化成為新水源開發的必然趨勢。海水淡化就是將海水脫除鹽分變為淡水的過程。
海水中有大量的鹽。能不能從浩瀚的海洋中去除鹽份，提取出淡水呢？海水淡化是人類追求了幾百年的夢想。早在世界大航海的時代，英國王室就曾懸賞徵求經濟合算的海水淡化方法。時至今日，海水淡化的方法雖然有了數百種之多，生產出的淡水也風味各異，但以經濟合算的標準衡量，仍然不盡如人意。
表面看海水淡化很簡單，只要將鹹水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法，一個是蒸餾法，將水蒸發而鹽留下，再將水蒸氣冷凝為液態淡水。這個過程與海水逐漸變鹹的過程是類似的，只不過人類要攫取的是淡水。另一個海水淡化的方法是冷凍法，冷凍海水，使之結冰，在液態淡水變成固態的凍的同時，鹽被分離了出去。兩種方法都有難以克服的弊病。蒸餾法會消耗大量的能源，並在儀器里產生大量的鍋垢，相反得到的淡水卻並不多。這是一種很不划算的方式。冷凍法同樣要消耗許多能源，得到的淡水卻味道不佳，難以使用。
1953年，一種新的海水淡化方式問世了，這就是反滲透法。這種方法利用半透膜來達到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下，半透膜允許溶液中的溶劑通過，而不允許溶質透過。由於海水含鹽高，如果用半透膜將海水與淡水隔開，淡水會通過半透膜擴散到海水的一側，從而使海水一側的液面升高，直到一定的高度產生壓力，使淡水不再擴散過來。這個過程是滲透。如果反其道而行之，要得到淡水，只要對半透膜中的海水施以壓力，就會使海水中的淡水滲透到半透膜外，而鹽卻被膜阻擋在海水中。這就是反滲透法。反滲透法最大的優點就是節能，生產同等質量的淡水，它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40。因此，從1974年以來，世界上的已開發國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉向了反滲透法。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時候，古老的蒸餾法也改弦易轍，重新煥發了青春。常識告訴我們，水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰，產生大量的水蒸氣。傳統的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式，耗能甚巨。而新的方法是將氣壓降下來，把經過適當加溫的海水，送入人造的真空蒸餾室中，海水中的淡水會在瞬間急速蒸發，全部變成水蒸氣許多這樣的真空蒸餾室連線起來，就組成了大型的海水淡化工廠。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起，利用熱電廠的餘熱給海水加溫，成本就更低了。
現在世界上的大型海水淡化工廠，大多採用新的蒸餾法。在西亞盛產石油的國度，往往土地“富得流油”，卻打不出一口淡水井。水比油貴的現實，使海水淡化工廠如雨後春筍般出現在西亞的海岸線上。1983年，西亞第一大國沙烏地阿拉伯在吉達港修建了日產淡水30萬噸的海水淡化廠；在另一個西亞國家科威特，現在每天可以生產淡水100萬噸。波斯灣沿岸地區，有的國家的淡化海水已經占到了本國淡水使用量的80%—90%。
