海水淡化，简单说就是把海水中的盐分和水分分开，得到淡水。它的核心原理主要有两类：把水变成蒸汽再冷凝，或者用膜把盐挡住、让水通过。

下面按主流技术分开讲。

一、热法（蒸馏法）：让水先蒸发，盐留下

基本原理：盐不能随水蒸气蒸发，所以加热海水产生水蒸气，再冷凝水蒸气，就能得到不含盐的淡水。

常见形式：

• 多级闪蒸（MSF）：把加热后的海水引入压力逐渐降低的多个腔室，海水因压力骤降而“闪蒸”成蒸汽，蒸汽冷凝收集为淡水。多次重复，提高效率。

• 多效蒸馏（MED）：让海水在多个蒸发器中反复蒸发、冷凝，前一效产生的蒸汽用来加热后一效，热量利用率高。

• 压汽蒸馏（VC）：用压缩机把蒸汽压缩升温，再用来加热海水，适合中小规模。

特点：技术成熟、出水水质好，但能耗较高，通常和电厂余热联用更经济。

二、膜法：用膜把盐“筛”掉

1. 反渗透（RO）——目前最主流

基本原理：如果只让海水和淡水隔着一层半透膜，淡水会自然向海水一侧渗透，这叫渗透。如果在海水一侧施加比渗透压更大的压力，水分子就会被“逼”着穿过膜到淡水一侧，而盐离子被膜挡住，这就是反渗透。

关键点：

• 需要高压泵提供压力，海水淡化通常需要 50–80 bar 左右。

• 前置预处理很重要，要防止膜被悬浮物、微生物、结垢污染。

• 能量回收装置可回收浓盐水剩余压力，显著降低能耗。

特点：能耗相对低、模块化、建设周期短，是全球海水淡化装机容量最大的技术。

2. 电渗析（ED）

基本原理：在电场作用下，海水中的阳离子和阴离子分别向不同电极迁移，并通过选择性离子交换膜，从而把盐分从一部分水中分离出去。

特点：更适合处理含盐量较低的水，用于海水淡化时能耗较高，不如反渗透普遍。

3. 正渗透（FO）等新技术

利用高浓度“汲取液”产生的渗透压，让水从海水一侧自然穿过膜到汲取液一侧，再把汲取液分离出来。目前仍在发展和示范阶段。

三、其他方法

• 冷冻法：水结冰时盐分会被排挤出去，把冰融化即可得到淡水。能耗理论上有优势，但操作复杂，未大规模应用。

• 离子交换法：用离子交换树脂去除盐离子，一般用于低盐度水或深度除盐，不适合直接处理高盐度海水。

• 太阳能蒸馏：利用太阳能直接蒸发海水，简单但产水量低，适合小规模或应急。

四、共同的关键问题

无论哪种方法，都要面对：

1. 能耗：淡化需要能量，反渗透电耗约 3–5 kWh/m³，热法更高。

2. 浓盐水处理：淡化后产生的浓盐水盐度很高，直接排放可能影响海洋生态，需要稀释、扩散或资源化利用。

3. 预处理与防垢：防止膜污染、设备结垢，是稳定运行的关键。

4. 成本：受规模、能源价格、技术路线影响，目前反渗透综合成本相对较低。