海水淡化

海水淡化是从盐水中去除矿物质成分的过程。更一般地说，脱盐是指从目标物质中去除盐分和矿物质，就像在土壤脱盐中一样，这是农业的一个问题。盐水（尤其是海水）被淡化以生产适合人类饮用或灌溉的水。海水淡化过程的副产品是盐水。许多海船和潜艇都使用海水淡化.现代对海水淡化的兴趣大多集中在以具有成本效益的方式提供人类使用的淡水。与回收的废水一起，它是为数不多的不依赖降雨的水资源之一。

由于其能源消耗，海水淡化通常比来自地表水或地下水的淡水、水循环利用和节水成本更高。然而，这些替代品并不总是可用的，储备枯竭是世界范围内的一个关键问题。脱盐过程通常由热能（在蒸馏的情况下）或机械（例如在反渗透的情况下）能量类型驱动。

外部音频“让沙漠绽放：利用大自然拯救我们摆脱干旱”，蒸馏播客和成绩单，第239集，2019年3月19日，科学史研究所多级闪蒸淡化器示意图A–蒸汽进入B–海水进入C–饮用水流出D–盐水流出（废物）E–冷凝水流出F–热交换G–冷凝收集（淡化水）H–盐水加热器压力容器起作用作为逆流换热器。真空泵降低容器中的压力，以促进从右侧进入容器的加热海水（盐水）的蒸发（较深的阴影表示较低的温度）。蒸汽在容器顶部的管道上冷凝，新鲜海水在其中从左向右移动。典型反渗透海水淡化厂平面图

目前全球约有21,000座海水淡化厂在运行。xxx的是阿拉伯联合酋长国、沙特阿拉伯和以色列。世界上xxx的海水淡化厂位于沙特阿拉伯（RasAl-Khair电力和海水淡化厂），日处理能力为1,401,000立方米。

与大多数替代水源相比，海水淡化目前的成本很高，而且只有很小一部分人类用水可以通过海水淡化来满足。它通常仅在干旱地区的高价值用途（如家庭和工业用途）中具有经济实用性。然而，用于农业用途的海水淡化以及新加坡或加利福尼亚等人口稠密地区的海水淡化有所增长。最广泛的用途是在波斯湾。

2004年的一项研究指出，虽然成本正在下降，而且对靠近海洋的富裕地区的技术普遍持积极态度，但“淡化水可能是一些缺水地区的解决方案，但不适用于贫困地区、深海地区。大陆内部，或高海拔地区。不幸的是，这包括一些水问题xxx的地方。”，而且，“确实，需要将水抬高2000米，或将其运输超过1600公里才能获得运输成本等于海水淡化成本。

因此，从其他地方运输淡水可能比淡化淡水更经济。在远离大海的地方，如新德里，或在高处，如墨西哥城，运输成本可能与海水淡化成本相匹配。在利雅得和哈拉雷等距离大海有些远且有些高的地方，淡化水也很昂贵。相比之下，其他地方的运输成本要低得多，例如曼谷、萨拉戈萨、凤凰城，当然还有的黎波里等沿海城市。”在朱拜勒海水淡化后，沙特阿拉伯，水被抽到内陆320公里到利雅得。对于沿海城市，海水淡化越来越被视为一种竞争选择。

并非所有人都相信海水淡化在可预见的未来是或将是经济上可行或环境上可持续的。黛比库克在2011年写道，海水淡化厂可能是能源密集型且成本高昂的。因此，与投资海水淡化厂相比，水资源紧张的地区可能会更好地关注保护或其他供水解决方案。

有几种方法。每个都有优点和缺点，但都是有用的。这些方法可以分为基于膜的（例如，反渗透）和基于热（例如，多级闪蒸）的方法。传统的脱盐过程是蒸馏，即将海水煮沸和再冷凝，留下盐分和杂质。

目前世界上有两种海水淡化能力更强的技术，多级闪蒸和反渗透。

海水淡化会从水中去除碘，并可能增加碘缺乏症的风险。以色列研究人员声称海水淡化和碘缺乏之间可能存在联系，发现暴露于缺碘水的成年人中碘缺乏，同时他们所在地区的海水反渗透(SWRO)饮用水比例越来越高。他们后来在依赖淡化海水的人群中发现了可能的碘缺乏症。以色列研究人员提出了大量淡化水使用和全国碘缺乏症的可能联系。他们发现以色列普通人群的碘缺乏负担很高：62%的学龄儿童和85%的孕妇低于世卫组织的充足范围。他们还指出，国家对缺碘淡化水的依赖、缺乏普遍的食盐加碘计划以及报告称以色列甲状腺药物的使用增加可能是人口碘摄入量低的原因。在进行调查的那一年，海水淡化厂产生的水量约占以色列所有需求淡水供应量的50%，约占以色列家庭和工业用水供应量的80%。

其他海水淡化技术包括：

热驱动海水淡化技术经常被建议用于低温废热源，因为低温对许多工业过程没有用处，但对于海水淡化中的较低温度来说是理想的。事实上，这种与废热的配对甚至可以改善电气过程：柴油发电机通常在偏远地区提供电力。大约40-50%的能量输出是通过排气离开发动机的低级热量。将热脱盐技术（如膜蒸馏系统）连接到柴油发动机排气，可将这种低品位热量重新用于脱盐。系统主动冷却柴油发电机，提高其效率并增加其电力输出。这导致了能源中性的海水淡化解决方案。2014年3月，荷兰公司Aquaver为马尔代夫的Gulhi委托了一个示例工厂。

低温热脱盐(LTTD)最初源于海洋热能转换研究，利用了即使在环境温度下也能在低压下沸腾的水。该系统使用泵来创造一个低压、低温环境，在该环境中，水在两个体积的水之间以8–10°C(46–50°F)的温度梯度沸腾。凉爽的海水从最深600m(2,000ft)的深处供应。这些水通过盘管泵送以冷凝水蒸气。生成的冷凝物是纯净水。LTTD可以利用发电厂可用的温度梯度，从发电厂排放大量温暖的废水，从而减少产生温度梯度所需的能量输入。

在美国和日本进行了实验以测试该方法。在日本，佐贺大学测试了一种喷雾闪蒸系统。在夏威夷，国家能源实验室在大约500m（1,600英尺）的深度使用地表水和水之间20°C的温差测试了一个开放循环的OTEC工厂，该工厂利用淡水和电力生产。LTTD于2004年由印度国家海洋技术研究所(NIOT)研究。他们的xxx家LTTD工厂于2005年在Lakshadweep群岛的Kavaratti开业。该工厂的产能为100,000升（22,000英加仑；26,000美加仑）/天，资本成本为5000万印度卢比（922,000欧元）。该工厂使用温度为10至12°C（50至54°F）的深水。2007年，NIOT在钦奈海岸开设了一家实验性的浮动LTTD工厂，产能为1,000,000升（220,000英加仑；260,000美加仑）/天。2009年，在北钦奈热电厂建立了一个较小的工厂，以证明LTTD应用在电厂冷却水可用的情况下。