为什么海水淡化技术这么难？
海水淡化在中东已经非常成熟。以色列、沙特等地有很多海水淡化厂，技术也很先进。无论是工程能力还是技术研发能力都值得学习。目前全球总规模和单机规模最大的膜法、热法项目都在那边。膜法最大规模达到了近64万吨/日……而且淡化水与其他水源混合，进入市政管网。也就是说，麻辣很多居民都在喝淡化水。
当然，日本、韩国、新加坡也有一些非常好的公司。目前国内以低温多效为主的热力法，规模最大的是天津北江电厂，20万吨/日，但目前并未满负荷；膜法是反渗透，规模最大的是天津大港新泉(新加坡凯发制造)，产能65438+万吨/日，未满负荷。还有其他的，但总的来说，这两个是典型的大型海水淡化项目，而且运行良好。
热能消耗主要是蒸汽和电，蒸汽很贵。一般来说，热力海水淡化都是和电厂一起建的，因为电厂有很多余热可以利用，降低了蒸汽的成本。膜法主要是耗电，毕竟需要高压泵保持转动。
两者都需要大量的设备投入。一般来说，每吨淡化水的成本在4-6元。膜装置占地面积小，便于移动和操作，所以目前市场上使用相对较多。技术上，海水淡化已经非常成熟。当然目前国产化率也差不多。
就说一些现有的技术问题吧。
第一，国产化率比较低。超滤膜还可以，但是真正使用起来还是有点落后国外的膜。至于能量回收和反渗透膜，基本靠进口。这真的需要努力。
典型海水淡化厂的设计
最常用的两种海水淡化技术是反渗透(占全球海水淡化能力的47.2%)和多级闪蒸(占全球海水淡化能力的36.5%)。
总的来说，如果我们觉得容易，主要是因为蒸馏，高中化学实验室常用的制备纯水的方法之一。看似不难，实则不然。商业的话就有点麻烦了。
反渗透水是目前最干净的水处理，水中除了水分子，没有任何矿物质和金属。导电性差。多级闪蒸是一种海水淡化方法。重点是多级闪蒸，其装置由多个闪蒸室组成。
通过减压降低沸点，产生蒸汽，再将蒸汽冷凝得到淡水。由于这种方法并没有使盐水真正沸腾(只是表面沸腾)并与传热表面积接触，因此可以大大改善蒸馏带来的结垢问题。
它在1950年代被商业化。
海水淡化为什么感觉这么难？科技难度其实不大，但估计效益不高。建立一个淡水加工基地不是那么容易的。
海水淡化技术已经很稳定，但是成本很难降低。
目前技术主要分为膜反渗透和蒸馏两大类，其中膜反渗透技术性价比更高
在世界上许多国家，例如中东，海水淡化和海水淡化已经被广泛用于提供可食用的水。在东南亚，新加坡目前有两家海水淡化厂，日处理能力约为50万吨。第三座海水淡化厂将于今年年底投产，位于裕廊岛的第五座海水淡化厂预计2020年日产纯净水约90万吨，约占新加坡淡水供应量的一半。目标是到2060年，淡水和淡化海水的生产将占用水量的85%。
从以上可以看出，海水淡化技术已经成熟，困难已经克服。现阶段，如何降低成本是个问题。
水是生命之源，是生物体的重要组成部分，也是世界上最便宜的“药”。
水在人体中起着重要的生理作用，所以补充适量的水是非常有益于健康的。人体对水的需求因年龄、体重、气候和运动强度而异。
一般来说，成年人每天需要补充1500~2800mL的水分，以补充人体因排尿、呼吸和出汗而流失的水分。
这其中很大一部分是通过直接饮水获得的，还有一部分是通过饮食和新陈代谢获得的。除了人类的需求，日常生活和生产运作也离不开水。因此，水的质量在很大程度上影响着生活水平和工业生产。
然而，如此重要的水并不总能满足人类的需求。地球上淡水的分布随着经济和人口的分布很不平衡。其中，贝加尔湖拥有地球表面20%的淡水储量。冰雪覆盖、人迹罕至的南极洲拥有地球72%的淡水储量。
由于各种原因，世界上许多国家或地区都处于严重缺水状态，包括中国、中东和非洲。
为了结束南北淡水分布不均和北方水资源短缺的局面，国家实施了“南水北调”的庞大工程。对于中东那些缺水但不缺油不缺钱的国家来说，有心却无力，只能想办法解决这个棘手的问题，比如从南北极运冰川，海水淡化。
昂贵的海水淡化收效甚微。早在400年前，英国王室就悬赏寻找经济有效的海水淡化方法。
在16世纪的欧洲，已经有人尝试从海水中提取淡水，以满足长期海上航行对淡水的需求。
但由于科技落后，海水淡化只能满足少数人的日常需求，无法规模化、产业化。
直到20世纪50年代，随着水危机的加剧，海水淡化发展迅速，世界各国投入大量人力物力研究海水淡化技术，以期找到一种经济高效的产业化方法。
世界上第一座海水淡化厂于1954年在美国得克萨斯州弗里波特建成并投入使用，目前仍在为市民提供生活用水。
到目前为止，海水淡化技术已有20多种方法，包括反渗透、低多效、多级闪蒸、电渗析、压力蒸汽蒸馏、露点蒸发、水电联产、热膜联产等。
从大的分类来说，可分为蒸馏法(热法)和膜法，其中低多效蒸馏、多级闪蒸和反渗透膜法是国际上的主流技术。
反渗透膜法具有投资少、能耗低的优点，但对海水预处理要求高。多级闪蒸法技术成熟，运行可靠，装置产量大，但能耗高。
海水淡化原理不难省钱。在很多人的观念里，很简单。的确，海水淡化的原理很简单，就是通过物理或化学的方法，将海水中的盐分和其他影响直接饮用的物质分离出来。
最简单直接的方法就是蒸馏。借助海水中不同物质的不同挥发性，将水蒸发，然后冷凝，得到纯水。考虑到可行性，这种方法可以；然而，从经济角度来看，能源消耗高。
因此，具有低投资、低能耗优势的反渗透膜法，基于经济利益成为了这个社会的主要发展方向，其能耗仅为蒸馏法的1/40。
反渗透法利用氢键理论、优先吸附-毛细流动理论等理论，涉及分析化学、材料化学、流体力学等学科。因为需要在高压下进行，所以对半透膜材料的要求非常高。
根据原水水质和出水要求，预处理系统可采用粗滤、活性炭吸附和精滤。为了保护反渗透膜，延长其使用寿命，精细过滤必不可少。
此外，复合膜对水中的游离氯非常敏感，海水中含有大量的氯，因此预处理系统通常配有活性炭吸附。
科技让生活更美好与直接从地表或地下获取淡水相比，海水淡化成本更高，初期投资大，成本回收期长。但随着技术创新和生产方式的转变，海水淡化成本已降至4-5元/吨，经济可行性大大提高，使得“水比油贵”的尴尬现象在中东少数地区不复存在。
其中，沙特这个不缺石油天然气的中东土豪，不仅有钱，而且在海水淡化方面基础雄厚，拥有全球24%的海水淡化产能。此外，阿联酋杰贝勒阿里海水淡化厂二期是世界上最大的海水淡化厂，每年可生产3亿立方米淡水。
考虑到未来技术进步带来的成本降低，以及经济社会快速发展带来的淡水需求增加，淡化海水将进入更多普通百姓家庭。同时，海水淡化行业未来有望爆发，前景广阔。
海水淡化技术不难，但是成本太高了！
如上图所示，海水淡化的原理主要是通过水泵、叠层过滤器、多介质过滤器、精密过滤器、反渗透过滤器过滤，然后就可以变成淡水了！根据阿联酋等国的经验，一吨海水淡化大概需要4-6元人民币！虽然看起来这个价格和北京居民阶梯水价最低价5元差不多！但这是海水淡化厂的成本价！按照自来水的成本价只有出厂价的一半来算，海水净化淡水的售价应该在8元到12元之间，基本是现有水价的一倍！
其次，自来水是本地处理的，所以它的运输成本不高。根据我国的地理特点，东部沿海地区缺水的不多，但是西部很多地区非常缺水。但如果要建调水工程，成本会很高，不仅调水线路需要高额投资(参考南水北调2000多亿的预算)。同时，从上图可以看出，我国沿海地区都是海拔较低的平原，而西部地区都是高原，要用水泵往西部抽水，成本会大大增加！据估计，这样的淡化水成本预计至少在20元/吨，甚至更多！
总之，海水淡化技术已经非常成熟，但是淡化过程需要很高的成本。鉴于中国的地形特点，运输成本可以说是极高。所以海水淡化不能成为我们淡水的主要来源！随着技术的不断演进，相信海水淡化会变得更加简单高效实用。
虽然海水中含有许多矿物质，但很难分离其中的一种。但现在，一群来自澳大利亚和美国的科学家开发出了一种全新的海水淡化技术，这种技术不仅可以使这种技术产生的海水可以饮用，还可以收集可用于电池生产的锂离子。
这项技术的关键是金属有机框架(MOFs)，它具有任何已知材料中最大的内表面积。理论上，这样的材料在一克光展开后可以覆盖一个足球场，其复杂的内部结构使MOFs成为捕获、存储和释放分子的完美对象。最近的研究发现，这种材料可以使MOFs在碳排放海绵、高精度化学传感器和城市水过滤器中找到应用。
目前最常用的水过滤技术是反渗透膜，其原理相当简单:膜的孔隙可以让水分子通过但不能让大部分污染物通过。但是，这项技术的一个大问题是，它需要一个相对较高的压力来传递水压。
然而，MOF膜具有更强的选择性和效率。来自莫纳什大学、CSIRO和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经开发出了这样一种薄膜。这种设计的灵感来源于生物细胞膜的“离子选择性”，允许特定的离子通过。另外，这种过滤膜不像反渗透膜那样需要很强的外力。
除了清洁的饮用水，MOF膜还可以收集锂离子。因为全球电子和电池对锂的需求非常大，海水中富含锂离子，MOF薄膜的诞生是个好消息。
此外，这项技术还将应用于工业废水的过滤。
这项研究发表在《科学进展》杂志上。
理论上，海水从淡水中分离盐的技术真的很简单。比如沿海晒盐场、海水蒸馏技术都是简单的物理技术，但海水淡化的难点不在于分离技术，而在于分离收集的成本与回报不成正比。让我们以海水为例。基本上全世界的海水晒盐方法都是将大量的海水引入盐田，直接通过高温直射的阳光，海水蒸发后留下的晶体就是盐，再通过相关的提纯技术，得到白花花的盐。在这个过程中，因为海水蒸发时，盐分子较大，不会和水分子同时蒸发，所以只要有足够的温度，盐和水就可以分离，温度是唯一的要求。从晒盐的技术角度来看，盐和水的分离似乎并不难，但晒盐的过程中，阳光直射，收集的是盐而不是淡水，这就很不一样了。如果在晒盐场上方放一块玻璃，也可以得到凝结的淡水水滴，但数量非常有限，根本缓解不了地球对淡水的需求。而且人类使用的淡水总量远远高于食盐，这就要求海水蒸发的温度更高，范围更广。人类发明的设备投入运行，但有设备就有成本。在一般沿海地区，建设几个小型海水淡化厂基本可以满足周边地区的生活和生产需要，而全球90%以上的地区都缺水，尤其是内陆地区。海水淡化设备本身成本就很高。如果把海水运到内陆，运输成本就更高了。说白了，在水资源与地球上其他资源交换的条件下，对其他资源的损失太大，损失与收获不成正比。在发明更经济的设备之前，海水淡化永远不会成为淡水的重要来源。欢迎关注“地理有趣”留言，一起讨论。
我们公司在北非做过一个大型海水淡化厂项目。设计和反渗透膜都是新加坡人做的，我们公司做施工。
海水淡化技术现在已经非常成熟，主要有反渗透膜法和热蒸发法。
由于海水中的许多无机盐不能通过化学反应沉淀下来，人们在解剖动物内脏时，发现一些动物的肠胃上有一层膜，可以阻止无机盐进入体内。经过进一步研究发现，这种膜的过滤机理主要在于渗透压，即淡水可以通过这种膜进入渗透压低的一侧，而含盐量高的海水则不能。因此，人们开始研究这种膜的化学结构和组成。目前已经逐渐破解，然后生产出这种膜用于海水淡化。但是这种膜的化学结构和组成至今没有被完全破解，所以无法达到动物膜的效果。而且这种膜的再生还处于初级阶段，因为不能再生。使用一段时间后，因为被一些无机盐和杂质堵塞，只能更换。而且在使用过程中，膜会逐渐堵塞。因此，海水淡化的成本仍然很高，但相信人类最终可以突破困难，使海水淡化技术变得普遍。
热蒸发技术很简单，就是加热蒸发海水中的淡水，然后收集起来。这种技术能耗大，所以成本比膜技术高，一般用于小型海水淡化厂。
中国也在研究反渗透技术，并在津、鲁等地建厂，在南海的一些岛屿上安装了一些海水淡化设备，以满足驻军的需要。
可以预见，如果海水淡化技术完全突破，中国或许可以从渤海湾调水到内蒙古和西北地区，改善那里的生态环境。这个方案比来自青藏高原的好很多，对环境影响小，不会引起印度、孟加拉等周边国家的纠纷。
海水淡化又称海水淡化，是指去除水中多余的盐分和矿物质，获得淡水的过程。从海水中获取淡水的过程称为海水淡化。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，不受时空和气候的影响。水质良好，价格逐步合理，可以保证沿海居民饮用水和工业锅炉的稳定供水。目前海水淡化方法有海水冷冻法、电渗析法、蒸馏法和反渗透法。目前，利用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护、设备模块化等优点迅速占领市场，并逐渐取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
世界淡水资源的短缺已经成为一个越来越令人担忧的问题。据预测，在19世纪将会有一场对煤的争夺，在20世纪将会有一场对石油的争夺，在21世纪将会有一场对水的争夺。
海水淡化作为一种开源的水资源增量技术，已经成为解决全球水危机的重要途径。到2006年，世界上已有120多个国家和地区应用了海水淡化技术，全球海水淡化日产量约3775万吨，其中80%用于饮用水，解决了65438+亿人口的供水问题。
“向海洋要淡水”已经成为一个新兴产业。到2006年底，中国的日海水淡化能力接近65438+50万吨，比上年翻了一番。我国在反渗透、蒸馏等主流海水淡化关键技术上取得重大突破，建成具有自主知识产权的3000 m3/天低温多效海水淡化项目和5000 m3/天反渗透海水淡化项目。海水DC冷却技术已进入10000立方米/小时的产业化示范阶段。我国海水淡化成本逐渐降低，接近5元/m3。
虽然我国海水淡化基本具备产业化发展条件，但在研究水平和创新能力、设备开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大差距。当务之急是尽快在中国形成完整的海水淡化设备市场产业链。围绕制约海水淡化降成本的关键问题，发展膜、膜材料和关键设备等核心技术，研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新设备和新产品，提高关键材料和关键设备的国产化率，增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
未来20年国际海水淡化市场有近700亿美元的商机，中国应该能分一杯羹。根据国家海水利用专项规划，到2010年，我国海水淡化规模将达到80万至10万吨/日，2020年我国海水淡化能力将达到250万至300万吨/日。特别是国家积极支持海水淡化产业，企业海水淡化项目收入从2008年起1免征所得税。我国海水淡化产业发展前景广阔。
海水淡化很难，而且很难规模化，即大规模淡化海水，用于人类的生活和生产。海水不仅仅是盐(氯化钠)，还有镁盐、钙盐等其他卤族元素和金属离子。淡水可以通过小规模的蒸发冷凝得到，大规模要考虑沉淀物的后处理。当然还有效率，成本等等。