海水淡化是利用海水脱盐生产淡水，即从海水中获取淡水的过程。海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术，不受气候条件影响，具有供水稳定、水质优良等特性。进入21世纪，由于经济高速发展及全球人口的增加，水资源危机已成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。海水淡化作为世界上常用淡水的获取方式之一，该技术从中东的沙漠地区扩展到全球的主要沿海国家。目前海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。在可持续发展的战略方针中，海水淡化作为增加淡水资源的研究对象，是解决21世纪水资源紧缺问题的最佳选择。海水淡化技术种类很多，达到20余种，目前应用最广泛的技术是海水淡化反渗透法和蒸馏法。海水淡化综合利用因水价、投资等因素受到限制，且受耗能等制约，总体成本比较高，目前在全球范围的发展还很缓慢。我国海水淡化研究水平及创新能力等虽然与国外仍有差距，但海水淡化产业发展前景广阔。
一、反渗透法海水淡化及综合利用
反渗透法通常又称超过滤法，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。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渐升高，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的外压大于海水渗透压，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，反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，开发廉价高效的预处理技术，增强系统抗污染能力等。
二、蒸馏法海水淡化及利用
蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术，特点是即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也适用，产水纯度高。蒸馏法中低温多效蒸馏法、多级闪蒸法又是目前已建成的海水淡化装机中占比较多的海水淡化技术。
低温多效蒸馏是指在海水最高的蒸馏温度不超过70℃情况下，海水在排热冷凝器中被预热和脱气，之后被分成两股物流。一股物流作为冷凝液排弃并排回大海，另外一股物流变成蒸馏过程的进料液。蒸发和冷凝过程沿着一串被分成若干效组的降膜蒸发器进行，通过多次的蒸发和冷凝得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位余热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大等优点，是当前海水淡化的主流技术之一。
多级闪蒸技术属于蒸馏法，是海水淡化中商业化应用较早的工艺之一。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，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，大多在海湾国家使用。
三、我国海水淡化与综合利用
海水淡化作为沿海地区城市缓解淡水资源匮乏对经济社会发展制约的重要途径，是应对水资源危机和水资源污染的重要手段。美国、日本、以色列、韩国等共同出资成立了海水淡化国际性研究机构——中东淡化研究中心，联合开展海水淡化研究，强化在国际海水淡化市场竞争中的合作，以期继续增强在国际海水淡化高端市场的垄断地位。我国政府高度重视海水淡化工作，采取了一系列措施推动海水淡化产业发展。我国的海水淡化应用也备受重视，《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出要“推动海水淡化规模化应用”。2016年12月28日，国家发展改革委、国家海洋局联合发布了《全国海水利用“十三五”规划》。该规划明确提出，在沿海严重缺水城市，地方政府根据区域水源构成、水资源配置状况、用水需求和政策条件，逐步提高纳入当地水资源中的海水淡化水供水比例，将一定比例的海水淡化水作为应急保障水源。
成本太高是影响海水淡化推广的瓶颈之一，此外水价、投资等因素限制着海水淡化规模化应用。受耗能等制约，海水淡化总体成本比较高，比多数城市的自来水价格高，因此海水淡化的综合利用仍处于弱势。未来依靠技术进步，加大商用规模，商用后海水淡化价格有望降低至少40%。膜技术创新是目前影响海水淡化反渗透工程的一个核心因素，作为反渗透海水淡化工程的核心，膜的性能直接影响整个工程的成本和产品水的性能。因此，膜技术的创新对海水淡化技术的普及具有非常重要的意义，且海水淡化反渗透膜的先进技术都来源于国外，所以膜技术的创新对我国的意义就更为重要。
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