向海水要淡水

晓　海

地球被称为水球，地表70％以上被水所覆盖。但是，就是这颗水球，竟始终饱受干旱和饥渴之苦，因为这些水多是无法直接饮用和使用的咸水。于是，把咸涩的海水变成淡水，就成了人们千百年来坚持不懈的努力目标。

海水淡化历史

地球表面水储量的97％为海水和苦咸水。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作为替代水源，以增加自主水源的数量。海水淡化主要有蒸馏、冻结、反渗透、离子迁移和化学法等办法。海水淡化虽然耗电耗能，成本很高，但是意义重大。第一个海水淡化工厂于1954年建于美国。佛罗里达州的基韦斯特市海水淡化工厂是世界上最大的一个。

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，一种是蒸馏法，将水蒸发而盐留下，再将水蒸气冷凝为液态淡水。另一种海水淡化的方法是冷冻法，即冷冻海水，使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时，将盐分离出去。这两种方法都有难以克服的弊病。蒸馏法会消耗大量的能源，并在容器里产生大量的水垢，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。

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。由于海水含盐量高，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，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，就要用反渗透法。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。

后来，古老的蒸馏法也重新焕发了青春。通常，水在常温常压下要加热到100℃才沸腾，产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法通过升高温度获得水蒸气，耗能巨大。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。

海水淡化方法

现代意义上的海水淡化是在第二次世界大战以后才发展起来的。那时，中东地区石油生产受到重视，这一地区经济迅速发展，人口快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增，促使海水淡化产业迅猛发展起来。

20世纪60年代初，多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产和热膜联产等技术相继产生，使现代海水淡化产业步入快速发展时代。

实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来说，包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入淡化装置之前对其所做的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物，添加必要的药剂等；脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分。后处理则是对不同淡化方法的产品水进行水质调控和贮运等处理。

当然，海水淡化也涉及到环境问题，比如浓盐水的排放问题。

目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80％用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题。全球现有海水淡化厂1.3万多座，海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家和地区的重视。