海水淡化原理海水淡化亦称海水脱盐，其含义是将海水用较低成本脱去盐 分，变为供人类生活及工农业生产用的淡水。

  海水占了地球总水量的97%以上，但因含盐量高而不能直接 应用。随着人口不断增长和工农业生产日益发展，淡水需要量日 渐增加，这除了充分利用现有的地表水和地下水外，海水淡化是 解决水源的根本途径。

  (一)海水的组成

  海水是一种具有复杂组成的液体。已知海水中的含盐浓度为 3~4%，包括了80多种化学元素，它们主要以离子形式存在。其 中有11种成分的含量超过了1ppm,称为海水的主要成分，它们 占海水总含盐量的99.58% (见表4-13)。 此外还存在着某些元素 的同位素，重要的有氢的同位素H (氘)等。

  在海水中也溶解有多种气体(见表4-14) ，含量最多的为二氧化碳、氮和氧，另有一些微量的气体如氩、氮等。

  溶解在海水中的CO2与淡水中的情况不同，它除少量是游离形式外，主要是以碳酸根及碳酸氢根的离子形式存在，因而可用煮沸或减压方法驱除。

  海水中除上述成分外，还含有不同数量的无机和有机悬浮物、菌藻及微生物，所以它是一个具有复杂组成的液体体系。 海水的pH值约为7.5至8.4。

  (二)海水的淡化方法简介

   海水淡化前先要预处理，其目的是为淡化过程提供洁净的符 合特定理化指标的海水。预处理一般包括灭菌、沉降、过滤、软 化、脱气等。当然，并非海水的每种淡化方法进行之前都婴通过 这些预处理的所有环节，需视不同过程及具体情况而定。

  从海水这个复杂的液体体系中取出水或除去盐，都可达到淡化的目的。目前实际应用的淡化方法以前者为主，主要有:

  1.蒸馏法

  蒸馏法是将海水加热汽化，再使蒸汽冷凝而得淡水。此法在能源充足和有废热可利用的场合较为适用，缺点是操作温度高，引起设备腐蚀及结垢严重。

  2.冷冻法

  冷冻法是利用海水在0℃以下、共晶点以上的状态时，只有 水呈冰晶析出，盐不会析出，形成的冰晶-盐水淤浆，经分离洗涤后，将冰融化，即得淡水。此法优点是凝固潜热较小，过程本身所需能量较少，操作温度低，结垢及腐蚀问题不严重。映点是冰晶悬浮体的输送、分离及冰晶的洗涤较困难，操作要求高，且 需消耗部分产品——淡水。

  3.水合物法

  利用某些气体化合物如丙烷等与水不互溶，但在低温下能与水形成多分子的水合晶体如C3H8·17H2O,把形成的含水合物晶体(约10~15%)的盐水淤浆与冷冻法所得的冰晶-盐水淤浆作同样处理，即可得淡水。气体可循环使用。

  4.溶剂萃取法

  某些溶剂如三乙胺等，在低温下能溶解一定量的水，而当温 度升高时，又能将溶解的水分离出来。溶剂的这种性质可用于海水淡化，又叫溶剂萃取法。此法优点是操作温度低(接近室温)， 能量消耗少，设备腐蚀轻。关键问题是要找到理想的价廉的萃取剂。

  5.反渗透法

  海水淡化的反渗透法因其消耗能量相对比其它的方法少，且 操作简便，设备能在短期内建成，因而它是目前一个有竞争能力的 淡化方法，现已开始在世界各国迅速推广使用，我国于82年完成 实验室研究，现转入实际中应用。 反渗透海水淡化的关键在于渗透膜。因海水中总含盐量为 35000~36000mg·L-1,海水的渗透压约为24×10 5Pa。要外压 大于渗透压才能产生反渗透，因而运行时压力很高，一般要达 7X108~1X 107Pa,这就要求有高强度的渗透性好的膜及能承 受高压的膜的支持体。 海水淡化方法分一段除盐法和二段除盐法两种。一段除盐法 是在7×10 6~1×10 7Pa的压力下，利用去除率达99%高除盐性的 膜，经过反渗透得到含盐量100~ 200ppm的淡水。二段除盐法是 先通过一段膜,使海水的含盐量达到2000 ~3000ppm,接着再二段 处理得含盐量为100~200ppm的淡水。这种方法操作比一段法复 杂，但可在较低压力下(5×10 6~7×10 6Pa)用透水量较大的膜， 即对膜的要求可低一些。 对于高含盐量的水也可将反渗透作为离子交换法的前处理， 先除去90~95%盐后，再经离子交换处理，可以减轻离子交换设 备的负荷，节省资金，且出水可直接用于锅炉及其它工业。

  6.电渗析法见 2-4 (二)。

  7.离子交换法。

  海水中的离子浓度比淡水大得多，若用离子交换法进行淡化，树脂的再生费用显然很大。因此一般不用此法直接淡化海 水。不过1985年11月在美国专利文献上出现了用热再生树脂来淡 化海水的报告。这种树脂属两性类，因在树脂中同时含有弱酸性 及弱碱性两种活性基团。树脂在室温时可吸附盐类。适用含盐量 为2000~3000mg·L-1至50~100mg·L-1的范围。当升高温度 时(70~80℃)，吸附在树脂上的盐能被水解释放而使树脂得到再生。