你相信吗？每送出 1 吨淡水，就得往海里倒回 1.2 吨更咸的海水

王中泰

你相信吗？每送出 1 吨淡水

，就得往海里倒回 1.2 吨更咸的海水

截至 2025 年底，中国沿海建成投运的海水淡化工程有 167 个，总规模 307.7 万吨/日。官方给过一个更直观的换算：这相当于 1500 万人一天的用水量。这 167 个工程里，150 个走的是同一条技术路线——反渗透。

"海水淡化"这四个字听着像是要烧水。真走进这类工厂会发现不是：没有锅炉，没有蒸汽，最显眼的是一排排躺在钢架上的白色膜壳，安静得反常。海水从头到尾没沸腾过一次，水不是被蒸出去的，是被硬挤过去的。

01、把水压过一张本来不让水过的膜

海水里约 35 g/L 的盐，主要是 NaCl，折算下来每升差不多有 0.6 mol 的盐粒子。这些粒子会拽住水分子。高中讲渗透作用时说的就是这件事：隔着一层只允许水通过的膜，水会自发往盐多的那一侧跑。

拽得多狠？海水的渗透压约 2.5 MPa，25 个大气压，等于一根 250 米高的水柱压下来。这是海水自己"要"的价。

想让水掉头往回走，就得比它更横。反渗透把操作压力顶到 5.5~6.9 MPa，是渗透压的两倍多：高压泵推着海水挤进膜壳，水分子被硬赶过那层聚酰胺薄膜，盐给留在另一边。

可 100 吨海水进去，只能出 35~45 吨 淡水。剩下的 55~65 吨不会凭空消失，它们变成一股比原来咸得多的水。

挤水的价钱写在电费单上，吨水电耗约 3~4 度。2025 年投产的万华蓬莱项目做到了 2.62 度，是全球能效标杆。折下来国内大型工程吨水综合成本压到 4.2～5 元，个别项目跌破 4 元——工业水价常常就在 3～8 元这个区间，它已经站到能竞争的位置上了。这几度电，还是捡回来之后的数。

02、这张膜为什么要等到1960年才出现

InstrumentAnalysis

反渗透的原理 18 世纪就有人提，可一直用不了，卡点在膜上。

早年的膜是均相致密膜，整张材质一致，厚约 0.1 毫米。它确实挡得住盐，问题是水也几乎过不去，通量低到没有实用价值。

1959 年，加州大学洛杉矶分校的 Loeb 与 Sourirajan 做出第一张不对称醋酸纤维素膜：整张膜还是那么厚，但只有表面极薄的一层（约 0.2 微米）是致密的，下面全是疏松多孔的支撑结构。水分子真正要穿的，只有那层皮。

0.1 毫米对 0.2 微米，差了 500 倍。传质速度一下提高近三个数量级，反渗透这才从实验室里走出来。

Cadotte 在 1980 年又往前推了一步。他用界面聚合做出复合膜：在聚砜支撑层表面，让间苯二胺和均苯三甲酰氯两种单体在两相界面上反应，就地"长"出一薄层交联的芳香族聚酰胺。挡盐的一层和扛压力的一层，从此可以由不同的材料各干各的。今天四分之三的反渗透膜是这一型，脱盐率做到 99.5%~99.8%。

考点 1  为什么脱盐层必须很薄，又不能把它单独拿出来用？    膜的通量与致密层厚度成反比，厚一倍，单位时间过去的水就少一半。可薄到0.2 微米的皮自己撑不住 5.5 MPa 的压力。    工程上的解法是复合结构：薄而致密的选择层负责筛分，厚而疏松的支撑层负责扛压。把"选择性"和"强度"分给两个部件完成——这也是材料设计里很常见的一手思路。

03、我第一次看到这张表时以为自己看错了。多级闪蒸的电耗，比反渗透还低。

三种路线摆在一起看：

路线	工作状态	每吨水总能耗	国内产能占比
反渗透 RO	常温、高压 5.5~6.9 MPa	2.3~3.8 kWh	70.5%
低温多效 MED	60~70℃	6~22.5 kWh（均值 11.9）	31.5%
多级闪蒸 MSF	90~110℃	13.5~30 kWh（均值 17.1）	0.21%

MSF 的做法是把海水加热到 100℃上下，再送进一串压力逐级降低的闪蒸室。压力一降，沸点跟着降，海水不等继续加热就自己沸腾，这就是"闪蒸"。每一级闪出来的蒸汽在换热管外凝成淡水，顺手把进来的冷海水预热。二十来级串下来，一份蒸汽能造出八到十二份水。

它的电表转得很慢，电耗只有 2.5~3.5 kWh。可它要吃掉 80.6 kWh 的热——那是 100℃的蒸汽，通常还得和燃气电厂盖在一处，用发完电剩下的余热来供。

所以选哪条路线，看的不是谁更省能量，是你手上有什么能源。中东握着全世界最便宜的油气，沙特靠三十多座 MSF 厂供掉了全国七成以上的淡水；中国沿海既缺便宜蒸汽，也没有能白烧的油，只能拿贵但干净的电力去推高压泵。于是 167 个工程里 MSF 只占一个，日产 6000 吨，占比 0.21%。

考点 2  同样是分水和盐，蒸馏和膜的能量差在哪？    蒸馏走的是相变路线，必须付水的汽化热（约 2260 kJ/kg），这笔开销躲不掉，只能靠反复利用冷凝潜热去摊薄。    反渗透全程没有相变，能量全花在"推"水上，只要压力略高于渗透压就够。前者烧的是热量，后者烧的是压力，压根不是一个账本，比不出高低，只能比谁当地更便宜。

反渗透厂最烧钱的地方常常不是电，是换膜。

海水里除了 NaCl，还有泥沙、胶体、微生物，以及浓缩到一半就要结垢的钙镁离子。它们收拾这张膜的办法无非是堵孔、结壳、长生物膜。

于是海水进高压泵之前得走一整套预处理：加氯杀菌，絮凝沉降或超滤，保安过滤器拦到 5 微米，再投阻垢剂。

这里有一处说起来有点荒唐的操作。为了杀菌，先加氯；可现代主流聚酰胺膜偏偏怕余氯，酰胺键被次氯酸氧化，几天就报废。所以加完氯，进水前还得再投亚硫酸氢钠把余氯还原掉。同一个厂里反着来两遍，加了又去掉。

另一处更划算的操作在尾巴上。浓盐水排出时还带着 5 MPa 以上的压力，直接排掉等于每天放走一大笔电费。能量回收装置（ERD）把这股高压换给正要进厂的原料水，效率能到 95%~98%。国内这类装置的普及率已到 78%，十年间把吨水电耗拉低了 32%。2.62 度这个标杆成绩，一半的功劳在这根回收管上。

100 吨海水变出 45 吨淡水，剩的 55 吨总得有个去处。

这股浓盐水的盐度是原海水的两倍，从 35 g/L 涨到 70 g/L 上下。它比普通海水重，排进海里一路沉底，贴着海底铺开一片高盐、缺氧的水层。底栖生物不会搬家，排放口附近的群落密度和多样性就这么往下掉。联合国的相关报告把浓盐水列为海水淡化最主要的负面产出之一，而处置它最多能吃掉全厂三分之一的成本。

我第一次看到这个数字时停顿了一下——三分之一。淡化厂每收三块钱水费，就有一块花在"把剩下的海水弄走"这件事上。

山东今年试生产的那个项目，换了个思路。25 万吨/天的海水淡化装置旁边，接了一条 1100 万方/年 的精制浓海水线，顺带年产 8000 吨溴素。浓盐水在这里不是要处理掉的废物，是已经替你浓缩过一倍的海水——《海水提溴》那篇算过，用空气吹出一吨溴要处理几万吨海水，成本高得吓人；从淡化厂接手，起点直接抬高一倍。

这套组合能不能铺开，不好说。但至少它把"处理掉"换成了"用掉"。

同一批海水进厂，被一张膜分成两种命运。少的一半被高压推过去，人喝它，工厂拿它冷却；多的一半留下来，变得更咸、更重、更难对付。

海水淡化常被讲成"人类终于能从海里取水"的故事。可厂里每天真正忙的还有另一件事：把留下的那半弄走。

按新发布的行动方案，到 2030 年全国淡化规模要到 450 万吨/日，比现在再长一半。照这个速度，那被攒下来的另一半，每天也会多出一大截。