海水大规模淡化的科技发明

A. 海水淡化经历什么的发展历程

海水淡化历史
地球表面2/3的面积被水覆盖，但水储量的97％为海水和苦咸水，这些水是很丰富的。但是，要利用海水必须经过淡化。目前，全世界有一百二十多个国家和地区采用海水或苦咸水淡化技术取得淡水。据统计，海水淡化系统与生产量以每年10％以上的速度在增加。亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都积极发展或应用海水淡化做为替代水源，以增加自主水源的数量。海水淡化的技术主要有蒸馏、冻结、反渗透、离子迁移、化学法等办法。海水淡化虽然耗电耗能，成本很高，但是意义重大。有人估计，海水淡化可能是21世纪诞生出的一种新型的生产淡水的未来水产业。就目前经济技术水平而言，海水淡化的成本还是比较高的。
第一个海水淡化工厂于1954 年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特（Freep-ort）运转着。佛罗里达州的基韦斯特（Key West）市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。
表面看海水淡化很简单，只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法，一个是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的，只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法，冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态的冰的同时，盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。蒸馏法会消耗大量的能源，并在仪器里产生大量的锅垢，相反得到的淡水却并不多。这是一种很不划算的方式。冷冻法同样要消耗许多能源，得到的淡水却味道不佳，难以使用。
1953年，一种新的海水淡化方式问世了，这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下，半透膜允许溶液中的溶剂通过，而不允许溶质透过。由于海水含盐高，如果用半透膜将海水与淡水隔开，淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧，从而使海水一侧的液面升高，直到一定的高度产生压力，使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。如果反其道而行之，要得到淡水，只要对半透膜中的海水施以压力，就会使海水中的淡水渗透到半透膜外，而盐却被膜阻挡在海水中。这就是反渗透法。反渗透法最大的优点就是节能，生产同等质量的淡水，它的能源消耗仅为蒸馏法的1/40。因此，从1974年以来，世界上的发达国家不约而同地将海水淡化的研究方向转向了反渗透法。
在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候，古老的蒸馏法也改弦易辙，重新焕发了青春。常识告诉我们，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式，耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来，把经过适当加温的海水，送入人造的真空蒸馏室中，海水中的淡水会在瞬间急速蒸发，全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来，就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起，利用热电厂的余热给海水加温，成本就更低了。
现在世界上的大型海水淡化工厂，大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在另一个西亚国家科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%—90%。

B. 海水淡化技术是怎么发展的

古时候，当人们在茫茫大海上艰难地航行，面临着淡水告罄的威胁时，人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝，只要将它往海里一放，那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒，让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙的设想的，是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》，书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。
故事说，有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸，可没有底；说它像烟囱，可又太大；而且它既非竹也非木，既非金属亦非砖石。有一天，一名海船商人路过此地，发现了这一奇物。他看了又看，摸了又摸，舍不得离去。店主走来，问商人买不买此物。商人忙说：“买！你要多少银子？”店主想敲竹杠，就说：“这是我家祖传宝物，非十两银不卖。”商人二话没说，付了银子，就叫人将奇物抬走。店主纳闷，问道：“你花那么多银子买此物何用？”商人告之：“此乃一宝物，名字叫‘海井’，是一口专造淡水的井。只要将它放到海里，不愁没有淡水喝。”说完，他又取出100两银，赠给店主。
随着科学技术的发展，今天人类已造出海水淡化机，将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。
我们知道，海水含盐量太高，平均在千分之三十五左右，而日常生活用水的含盐量在万分之五左右，工农业用水的含盐量有的可以稍高一些，但也不能高于千分之三。要使海水像溪水那样甘甜爽口，就要脱掉海水中的盐分。脱盐，就是人们通常所说的“海水淡化”。
海水和苦咸水淡化，可以追溯到1000多年前。那时，希腊哲学家柏拉图已经认识到，如果用植物性材料过滤苦咸水，盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道：由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外，普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道：“航海者在作较长时间的海上旅行时，把海水装在陶罐中，使其蒸发，在罐盖上会出现冷凝水，便可以收集利用。”后来许多的航海者，特别是在罗马的船上，缺水时，都用蒸发法来制取淡水，供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。
历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化，是19世纪末。那时，蒸汽轮船发展起来了，为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要，轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置，于1877年在俄国巴库建成。此后，在欧洲及其他干旱国家也相继建立。
当然，上述种种海水淡化的器具和手段，还处于“初级阶段”。采用先进的技术设备，大规模地淡化海水。是在20世纪50年代后期。据统计，到1980年6月，仅蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的海水淡化装置已达2204个，总造水量每天约727万吨。从生产淡水的用途来看，主要是解决生活用水，有的用在工业上，少数供军事需要。像科威特、沙特阿拉伯等海湾国家，淡水的主要来源，就是海水淡化。像科威特日产900吨以上的海水淡化装置就有7个，其中最大日产1.8万吨以上的海水淡化装置有4个。
蒸馏法顾名思义，就是将海水加热沸腾变成不含盐分的蒸汽，蒸汽遇冷后凝聚成水珠汇集成淡水。蒸馏法海水淡化技术研究历史较长，在供水方面应用最广、起的作用最大。据统计，1977年世界蒸馏法造水能力日产达288吨，占所有淡化法总造水能力的78％。蒸馏法装置的类型有单级闪蒸式、多级闪蒸式、薄膜竖管式、浸管式等，其中多级闪蒸式蒸馏法无论其装置数量还是其造水能力均居首位。据1977年统计结果，多级闪蒸法装置，占整个蒸馏法装置的45％，造水能力占84％。
目前，太阳能蒸馏技术已可分为直接法和间接法。直接法是太阳能直接作用于海水而立刻蒸发的方法。1982年日本冲绳建造了这样的一套装置。它的受热面积为2.97平方米，日产水量为100升，是太阳能蒸馏的一次重大突破。间接法就是把太阳能收集起来，然后再为其他的海水淡化的办法提供能源。这种方法通常与其他的办法联合使用，或者以热能的方式对海水进行蒸馏，或者利用太阳能发电，供给用电的海水淡化装置使用。
到目前为止，利用太阳能进行海水淡化的技术，所得到的淡水成本仍然比较高，主要的问题在于太阳能利用设备的投资比较大。
电渗析法为了说明它的原理，先介绍离子交换膜。离子交换膜分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种（以下简称阳膜、阴膜）。阳膜表面带负电荷，阴膜表面带正电荷。根据同性相斥、异性相吸的原理，带负电荷的阳膜的表面排斥阴离子，而让阳离子通过；带正电荷的阴膜则恰恰相反。如果我们将阴、阳离子交换膜交替地排列成多室电渗槽，并在膜组两端配置阴、阳电极，阳极一侧以阴离子交换膜开始，阴极一侧以阳离子交换膜终止，当海水通入后，在膜组两端加上直流电压。这样，海水中的阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。由于离子交换膜对离子有选择透过的性质，那么，海水中的钠离子和氯离子作为盐溶液从膜间室中流出，脱盐的淡水也通过专门的管道流出。
这种方法关键取决于膜的发展状况。离子交换膜有的用空心纤维，有的用塑料，目前投入使用和正在研制的膜有几十种。中国从20世纪50年代就开展了对电渗析和离子交换膜的研究。目前，生产的离子交换膜质量指标接近世界先进水平，已生产出各种类型和大小不同的电渗析淡化器，全国己有400多个单位广泛使用。国家海洋局第二海洋研究所1981年研制的中国最大的电渗析淡化器，每天产淡水200吨。该装置已在中国西沙群岛投入使用，其淡化的水质符合国家规定的饮水标准，生产成本只有用水船运水成本的1/5。
反渗透法这是50年代为淡化海水而提出来的一种膜分离方法。60年代由于研制出了高通量、高脱盐率的不对称醋酸纤维素膜，使反渗透法达到了工业应用程度。要弄清什么是反渗透还得先从渗透说起。把淡水和盐水分别置于一张半透膜两侧，这种半透膜只允许水分子通过，而不允许其他分子通过，盐分子也不例外。在正常条件下，淡水就穿过半透膜向盐水一侧流动，这就是渗透。在渗透的过程中，盐水液面逐渐升高，压力逐渐加大，淡水液面则逐渐降低，压力逐渐减小，这种现象一直要持续到盐水侧的压力比淡水侧的压力高到一定程度为止。这时，由于盐水侧的压力很高，淡水侧的水分子已无力渗透过去，只得作罢。这时两边的压力差就是所谓的渗透压。
如果在盐水的液面上施加一个比渗透压还大的压力，结果会怎么样呢？无疑，盐水中的水分子将向相反方向，即向淡水一侧流动，以致使淡水液面高出盐水液面。这就是反渗透。用这种原理淡化海水的方法叫反渗透法。这种方法工艺流程简单，耗能很少，虽然1953年才问世，却已受到普遍的重视。在沙特阿拉伯，也有这种类型的海水淡化厂。
反渗透膜是反渗透淡化器的心脏，目前，主要有醋酸纤维素及其衍生物膜、芳香聚酰胺膜及其他有机无机材料膜等。随着反渗透膜的发展，现今反渗透淡化装置主要有四种类型：板式、管式、螺旋卷式、空心纤维式。这四种装置中，螺旋卷式和空心纤维式装置单位体积产水量较多，适于建造大规模装置；其次是管式装置，发展也很快。一个大型的反渗透海水淡化厂，要安装很多个这样的膜卷。像美国为沙特阿拉伯吉达港建成的反渗透海水淡化厂，共安装了4032个膜卷，日产淡水1.2万多吨。到1980年6月，世界上日产95吨以上淡水的反渗透淡化装置就有929个，日产淡水约148万吨。当今美国和日本海水淡化研究的重点是发展反渗透法。相信不久的将来，反渗透法有可能与蒸馏法相媲美。

C. 目前有哪几种常用的海水淡化技术

蒸馏法：蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。冷冻法：冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。反渗透法：通常又称超过滤法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。太阳能法：人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。低温多效：多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。 海水淡化系统特点
多级闪蒸：所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。电渗析法：该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。压汽蒸馏：压汽蒸馏海水淡化技术，是海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。露点蒸发法：露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它基于载气增湿和去湿的原理，同时回收冷凝去湿的热量，传热效率受混合气侧的传热控制。 海水淡化---装置
水电联产：水电联产主要是指海水淡化水和电力联产联供。由于海水淡化成本在很大程度上取决于消耗电力和蒸汽的成本，水电联产可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力，从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。国外大部分海水淡化厂都是和发电厂建在一起的，这是当前大型海水淡化工程的主要建设模式。热膜联产：热膜联产主要是采用热法和膜法海水淡化相联合的方式（即MED-RO或MSF-RO方式），满足不同用水需求，降低海水淡化成本。目前，世界上最大的热膜联产海水淡化厂是阿联酋富查伊拉海水淡化厂，日产海水淡化水量为45.4万立方米，其中，MSF日产水28.4万立方米，RO日产水17万立方米。其优点是：投资成本低，可共用海水取水口。RO和MED/MSF装置淡化产品水可以按一定比例混合满足各种各样的需求。溶剂萃取法：指将溶质为从一个液相（通常为水相）转移到另一个基本不相混溶的液相（有机相）的传质过程。通过这一过程来抽提（萃取）、分离溶质的方法称溶剂萃取法。是一种分离技术，主要用于物质的分离和提纯，具有装置简单、操作容易的特点，既能用来分离、提纯大量物质，更适合于微量或痕量 物质的分离、富集，广泛应用于分析化学、原子能、冶金、电子、环境保护、生物化学和医药等领域。 太阳能蒸馏法：利用太阳辐射热从海水制取淡水。由于单位产量占用的面积大，产量受到限制。但无需人工能源,操作简便,适用于气温高和日照时间长的地区。溴化锂吸收法：溴化锂吸收式海水淡化采用溴化锂吸收式制冷机原理，改用溴化锂对空气的开放式循环，采用特殊真空装置将溴化锂吸水后的稀溶液中的水和溴化锂分开。溴化锂浓溶液具有强烈吸水的特性，浓溶液吸水后变成稀溶液，并放出热量。采用加热和负压蒸馏就可以把稀溶液的水蒸馏出来。将溴化锂吸水机和负压多效蒸馏结合起来用于海水淡化，那就除去水和溴化锂循环所需要动力外，不要其他热源和动力。并且一直可以将海水蒸干，分离出盐和水。 溴化锂吸水机也可以用于膜法海水淡化的浓海水的最后处理，不让高浓度的海水回灌影响海洋的生态平衡。也就是海水淡化的污染问题。 溴化锂吸水机可以放在海边或海上的任何地方，独立在空气当中吸取水分，产品是蒸馏水。 溴化锂吸水机还可以在山顶、坡顶、湖边、盐湖边，为兵站、气象站、居民和企业提供饮水和工业用水。并附带产生一定热量可以利用。溴化锂吸收和负压多效蒸馏结合，可以不需要外界热量做到海水百分之百的提取。
此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据规模大小、能源费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。

D. 海水淡化技术最先进的国家是

目前在海水淡化技术上最先进的国家是美国。
海水淡化处理技术是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序。目前，世界上装机应用的海水淡化膜方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和反渗透法(RO)，半个世纪以来己养活了世界上1亿多的人口，促进了干旱沙漠地区和发达国家沿海经济和社会发展。
世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。
据英国《新科学家》杂志报道，美国佐治亚州的一家公司研制出一种新型海水淡化设备，淡化过程的费用只有现有技术的三分之一，从而使美国的海水淡化技术领先于国际水平。
这种便携式的新设备每天能够处理1．1万升水。它使用了一种称为“迅速喷雾蒸发”（RSE）的技术：含盐的水通过管道喷雾进入分离室，形成非常细小的水滴；在分离室的热空气中，水滴迅速蒸发，水和盐分等杂质分离；水蒸气输入凝结室成为纯水，而盐分则落在分离室的底部，而传统技术盐分回收后集结在管道上面，很难取下。
该公司称，新技术效率比现有的反向渗透等技术要高得多。试验表明，它能处理含盐量高达16%的水，大大超出了一般海水的浓度。平均算来，它生产1000升淡水的成本是16至27美分。科学家说，这种装置还可以处理废水。RSE技术回收的效率可达95%，传统技术只能达到35%，投资只有蒸馏法和反渗透法的四分之一且运行维护成本大为降低

E. 为什么要发展海水淡化

海水淡化的工艺方法主要还是热法和膜法两种，其中热法的发展趋势是发展低温多效海水淡化装置。膜法则是发展反渗透膜海水淡化淡化装置，近年来正渗透法也引起了广泛兴趣。无论是热法还是膜法都朝着大型化、高效率、低成本的方向发展。在膜法海水淡化方面，随着大型化和超大型化海水淡化工程的实施，与之相应的取水、预处理、膜与膜组件、膜系统布局、能量回收等方面也将开展新的研究。在低温多效蒸馏海水淡化方面，规模大型化、提高系统造水比、提高系统的浓缩倍数则是今后的努力方向。
在我国，海岛及船只、中西部苦咸水地区，对海水及苦咸水淡化有较广泛的需求，因此，研究开发中小型或便携式海水淡化装置和苦咸水微咸水淡化装置是十分必要的。因地制宜研究开发新能源海水淡化装置，并力求经济可靠，是一个发展趋势。在有条件的地方，延长产业链，将海水淡化与制盐或盐化工相结合，一方面可以减少浓海水排海造成的环境和生态影响，另一方面也可以资源综合利用提高附加值。因此，浓海水综合利用技术(制盐、盐化工或提取钾溴等元素)的研发也是一个发展方向。

F. 海水的淡化技术

海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法
上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录
摄取海洋甘泉
水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。
蒸馏法
蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。
电渗析法
电渗析法亦换膜电渗析法。
该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。
反渗透法
是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，
宏大设想
寻找海水淡化新技术
随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（CN92110710.2）。
正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。
非加压渗透吸附法（90年代）
非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。
海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法（CN92110710.2）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进
碳纳米管薄膜
一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种渗透用的薄膜。
活细胞蛋白质膜
薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。
反渗透机理
统一的“干闭湿开”反渗透机理模型
有几个经典模型
1．优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。
2．溶解扩散模型：不认为有孔。
3．干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，国人邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。
膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到
膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。

G. 海水淡化技术最好的国家

海水淡化技术最好的国家是以色列。

以色列拥有250家水科技公司，是世界上拥有最多水处理公司的国家。这主要由于其地理环境决定。

以色列阿什科隆淡化厂是世界第一个超大产水量海水反渗透(SWRO)淡化厂，每日产水量40万立方米。其主要技术系统就包括IDE专有的压力中心设计、三根管路取水、能量回收系统(ERS)和独特的脱硼系统。

2010年竣工的海德拉淡化厂就以每日产水量52.6万立方米成为世界最大的海水反渗透（SWRO）淡化厂。IDE在海德拉工厂的设计中采用了专有的三中心（泵中心、膜中心和能量回收中心）、串联的硼处理和其他技术来降低能量需求和提高整体效率。

2013年开始运行的 索莱克淡化厂以每日产水量62.4万立方米成为继海德拉之后又一个世界上规模最大的反渗透海水淡化厂。索莱克水厂采用创新设计的突破性技术，在大型水厂中引入16英尺膜组件垂直布局。

以垂直方式排列的16英寸膜组，能有效减少反渗透设备的占地面积。该技术有助于缩小反渗透设备所需建筑物的规模，缩短布线和布管的长度，从而降低资本费用和提升运营效率。这种独特的阵列技术使得膜安装更便捷，操作更安全，因为操作人员不会暴露于压力容器的端口。同时，由于膜和接口的数量减少，反渗透设备的可用性显著提升。

而与其他海水淡化公司不同的是，IDE Technologies更注重如何在建厂或生产上压缩成本。IDE不是生产“膜”的厂家，而是有设计、使用的经验。海水淡化厂是一个整体，不是部件，这就好比买汽车，不能一味地追求发动机，而是要看整体配置、综合成本。

如何把这些部件有机地组合在一起，确保经济、高效、稳定运行和低水价，才是一个成功的海水淡化厂最需要的技术和经验，而这恰恰是IDE的核心竞争力。

比如海德拉每年可生产1.27亿吨的净水，足够提供全以色列5％的净水。而海德拉淡化厂的建厂成本约4.2亿美元，其中政府出资2.6亿美元。但某个澳大利亚悉尼海水淡化厂，产量比海德拉略少，可建厂成本却高出其4倍以上。

H. 海水为什么可以淡化，这个是用了什么科学技术

哥本哈根大学化学系的一位化学家Jiwoong Lee发明了一种尖端绿色技术，利用二氧化碳将海水转化为饮用水，时间仅需短短几分钟。计划中的这种海水淡化技术以二氧化碳替代电力，可将其用于人们缺乏清洁饮用水地区的生存装备和大型工业厂房。

全世界有8亿多人无法获得清洁饮用水。根据联合国的数据，，这一数字将增加到33亿。由于海水已经是世界上许多地方的重要饮用水来源，因此寻找更智能的海水淡化方法的需求与日俱增。

现代海水淡化面临的基本挑战之一是能源消耗。海水淡化厂需要使用大量的化石燃料产生的电力，这样一来反而造成了更严重的气候变化。

目前，这项技术需要在较小的范围内进行测试，实验装备是一种内置特殊设计的过滤器的水瓶，这些水瓶可用于救生艇或作为户外活动的装备。CowaTech与工程公司Kapacitet A/S合作，已经生产了一个原型瓶，将在2-3个月内完成。

从长远来看，我们的目标是在更大的范围内应用该技术，作为当今海水淡化厂的替代品。计划是将该技术用于补充反渗透工厂--目前市场上占主导地位的海水淡化方法。这样做，CowaTech预计能够减少50%的能源消耗。

I. 人类为什么要发明海水淡化这项技术

因为地球上淡水资源有限，海水淡化就能有更多淡水资源使用了，不过现在还是不成熟

J. 淡化海水的发展历史是什么

16世纪时抄，英国女王伊丽袭莎白曾颁布了一道命令：谁能发明一种价格低廉的方法，把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水，谁就可以得到10000英镑的奖金。16世纪末，人类试着用蒸馏器在船上直接蒸发海水来制取淡水，开创了人工淡化海水的先例。19世纪末，由于蒸汽轮船普遍发展，蒸发器也随之蓬勃发展起来，以满足锅炉用水和部分饮用水的需要。1877年，俄国在巴库建成世界上第一台固定式淡水装置。其他国家，尤其是缺少雨水的干旱国家也相继建成固定式淡水装置。但是，真正大规模地淡化海水，是在20世纪50年代后期。据统计，目前世界上共有70多个国家从事海水淡化工作。仅1980年6月，蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的淡化装置全世界即达2204个，总造水量每天约727万吨。科威特的“多级闪急蒸馏法”的装置达32级，它的海水淡化水平居世界一流。当今世界淡水总产量的70％是用此法生产的，能够日产水18万吨。中国海水淡化技术的研究始于1958年，近年来海水淡化技术出现了新的进展：中盐度苦咸海水淡化组件和频繁倒极电渗析技术等重大成果进入国际先进行列。