海水淡化/蒸发

加布里埃迪亚推出了一款名为“Eliodomestico”的太阳能生态蒸馏器。这款小型、桶状的蒸馏器全部由赤土陶瓷和镀锌金属板制成。它由当地工匠设计生产并最终加工合成。

这款 WaterPyramid 蒸馏器多用于偏远的热带地区，可以实现对盐水的淡化并获得雨水。此技术最适用于阳光高度辐射和地面较为宽阔自由的地方。图片：水上航空水系统

海水淡化可以除去咸水，盐水地表水和地下水中的盐分，从而可以满足人类消费或其他用途。含有1000mg/l溶解固体总含量的水质为淡水，溶解固体总含量为10，000mg/l的则是咸水。由于人口增长，水资源过度利用和气候变化引发的淡水资源日益稀缺问题，蒸馏器在提供饮用水方面发挥着越来越多的作用。海水淡化设施遍布世界各地，在各大洲使用率都有增长，特别是地中海东部地区。小规模海水淡化用于为船舶以及一些热带和干旱地区提供额外的淡水。

通过蒸馏法海水淡化生成不含化学盐的水。该方法可能所需投资成本过于昂贵，因为其使用燃料/木炭来加热水。但是通过太阳能蒸馏成本低廉。生成的水体积含量也较少。

海水淡化多应用于河口水、沿海水和海水。海水淡化也可以适用于咸水内陆水域（地表水和地下水）和可能使用的船只。还有小型海水淡化装置，其多用于家庭和社区，对有效运作和维护形成了具体挑战。

海水淡化/蒸发可应用于家庭一级和社区一级（如村庄、学校等）。

适用条件

太阳能蒸馏： 净水器。

因此，在几乎没有可替代水源的地区使用盐渍水时，在开始采用盐水的处理方案前，首先要将水源多样化（例如通过雨水采集）。

海水淡化/蒸发/蒸馏是十分有效的：
细菌  病毒  原生生物  蠕虫  浊度  化学品  盐和硬度  味道、气味、颜色

天然水域按照总溶解固体（TDS）值大致可分为：

应对环境变化的适应力

干旱

干旱的影响： 盐度增加；设备/管道腐蚀。
造成这些影响的根本原因：补给变少导致天然矿物稀释变少；需求增多导致提取变多；盐水入侵；人口变多导致更多污染排放。
加强WASH系统的适应性：水源多样化；家庭及社区级的太阳能蒸馏；托管的含水层补给（MAR）；减少灌溉地区的采伐。

安装，操作和维护

点击放大绘图。

简单蒸馏和冷凝。

在所有海水淡化的方法中，有两种主要方法：蒸馏之后冷凝；反渗透。

精馏低成本替代法
一些燃料可用的国家采用简单、低成本的方法，通过蒸馏法淡化海水。它需要基本的厨房用具：两个锅，其中一个大小为另一个的四倍，一个塑料板。将较小的锅放在较大的锅内，用石头称重。

将海水倒入外部锅直到内侧锅的边缘。用塑料板和一根线密封较大的锅，使塑料板在中间下垂（图6）。在低温的环境下，将自制的板放在任何热源如炉子或木柴火上。在几分钟的时间里，外部锅的海水会开始蒸发。塑料板阻止了蒸汽的溢出，液滴便冷凝成较小的颗粒。残留的盐保留在外部锅中。 为了节约燃料，可以将板放置于每天使用的烹饪锅顶部，例如米锅。当它处于煮沸或煨炖状态时，“余热”可以被有效地利用。 应注意确保所有的锅都是稳定的，且远离孩童。

家用太阳能蒸馏器
家用太阳能蒸馏器并未得到广泛推广，其每天可以产出每平方米2.5至3升的水。然而，这里有一种方法可以提高产量。通过使用更高效更昂贵的蒸馏器（Aqua Solaris），每日的产水量能增至每平方米40升。水温要高，冷凝面应尽可能冷。因为傍晚时分，水依然是温的，但由于玻璃温度低很多，所以夜间还能够继续产水。通过太阳能蒸馏提取的水在冷凝水的重力作用下回流至容器或罐体的排水沟。

该净水器是一项大规模的生产创新，其每筒每天最多可以产出1.5升的水，但往往价格昂贵。可以采用更廉价的本地材料来建造太阳能蒸馏器。有几点需要确保无误：

• 确保太阳能蒸馏器中的水温尽可能高：

1. 采用低吸收能力的冷凝表面。玻璃是最常用的冷凝表面，由于其“可湿性”（即在膜中的水凝结而不是形成反映辐射的液滴），但在理想情况下其应该足够厚以承受雨、风和一些敲击——1/8“或3.2毫米较为恰当。由于温度很高，不宜使用塑料。

保持水位在0.5至2.5厘米之间。这意味着可以减少水的升温，提高效率，但也不宜过少，否则会干燥。

1. 将蒸馏器的基体和墙壁隔离开来。这样可以保存热量，以防热量从两侧和基体散失。增厚聚苯乙烯板1可以有助于防止热量的散失，且很普遍。如果板是黑色的，可以有助于保存更多的热量。
2. 确保太阳能蒸馏器防水——最简单的方法是使用衬里。三元乙丙橡胶或丁基橡胶是个不错的选择，它们不会分解，或给水产生不好的味道或气味。
3. 使用反光材料（例如铝箔）称在太阳能蒸馏器的内里可能会增加热能的反射，但尚未尝试过。

• 避免蒸汽泄漏。使用喷枪施加的有机硅胶可以很好地将玻璃密封到框架上。
• 玻璃宽度通常限于0.65至0.9米之间。
• 每天早上添加日常清洁用水量的3倍来冲洗蒸馏器——水将通过溢流器流出。否则会导致盐沉积在蒸馏器中。
• 玻璃倾斜程度应该保持最小。哪怕存在1度的斜率，水也会顺着玻璃流淌下来。作为导向器，确保水位与玻璃的距离在5至7厘米的范围内，使蒸馏器中的风量降至最小，从而提高效率。
• 千万不要让蒸馏器变得干燥，否则衬里和绝缘层会融化。

一些地方已经建成公共太阳能蒸馏器。和任何其他大型公共设施一样，维护方面存在问题。然而，如果有人可以获得既得利益悉心维护它们，它们就会运转得很好。

对于每日超过1m3的水量，可以考虑反渗透（RO）或电解析。然而，对农村地区和大多数小城镇来说，避免采用更为复杂的系统是一个明智的选择，除非拥有过硬的设计、施工和系统维护的技术以及配件和化学品供应的能力。如果考虑这个方案，在系统设计前对水进行全方位的分析并由RO专家进行设计尤其重要。

在浅盐地下水区域，含水层管理补给（MAR）技术已用于稀释可以重新提取的地下水。例如巴拉圭的“塔哈马”渗透池和莫桑比克的屋顶水补给系统。

由于采水（例如在灌溉的地方），浅层地下水可以发生盐渍化，因为地下水位很浅而蒸发率很高。降低盐度的技术包括：

• 降低地下水位深度。这可以通过减少灌溉渠道的地下水补给，并使用改进的灌溉技术来限制用水量（例如滴灌或洒水灌溉），但也可以通过更好的排水或种植植被通过增加地下水排放降低水位来实现高用水率。
• 减少蒸发。深耕可以增加土壤孔隙，减少毛细作用，屏幕/树木/覆盖物/高周边地层可以增强阴影并作为防风层降低蒸发速率。

颁布法律可以改善地下水盐度增加的问题——在莫桑比克盐渍化严重的农村地区，政府禁止钻探新井。这点结合雨水MAR技术是有效处理盐渍化问题的好方法。

反渗透
反渗透是一种技术，植物从土壤中吸收水分并沿着茎将水输送到植物的各个部分。稀溶液和更浓的溶液由半透膜隔开，半透膜就像一个非常精细的过滤器。只有水分子可以通过半透膜，盐或其他溶解的化学分子却无法通过。

如果两种盐溶液（或水和盐水溶液）仅被半透膜隔开，那么水将通过膜转移到浓度更高的盐溶液中。水会一直流过半透膜直到达到稳定状态，半透膜上的液面差被称作渗透压。渗透压随温度和两种溶液的浓度而变化。

通过向盐溶液施压（超过渗透压），该过程是可逆的，盐溶液中的水分子可以在压力作用下透过到半透膜的另一侧。

维护

海水淡化后的水矿物质含量低，通常对与其接触的材料（例如分配管道，储存和管道的材料）有侵蚀性。在后处理过程中，水必须在输出前获得稳定或重新经过矿化以降低其腐蚀性。通常，通过添加化学成分如钙和碳酸镁以及PH调节或通过混合少量富含矿物质的水来实现稳定。

成本

太阳能蒸馏器成本

• 成本可能相当高——每平方米50至70英镑（70至100美元）之间。
  

在阿富汗，一个本地生产的蒸馏器价格仍高达65美元。 成本与产出成正比，随着其他处理方法的出现，经济规模并没有扩大。

实践经验

[1] 确保安全用水和卫生设施	[2] 个人卫生（WASH）	[3] 标题

操作指南，视频和链接

净水器太阳能蒸馏器

这个太阳能黄瓜淡化海水并生产可饮用的淡水。截至2012年，海参仍旧处于概念阶段。图片：菲尔波利。

• HWTS资料-太阳能蒸馏。

• Safe Drinking-water from 海水淡化或（[4]）。世界卫生组织，2011年。

• 海水淡化或（[5]）。水工程研发中心（WEDC），拉夫堡大学。

• 博客：加布里埃迪亚“Eliodomestico”太阳能生态蒸馏器。

• 文章：[6]。纽约时报。

• 水族航空系统的[7]。

致谢

• 荷兰CARE组织，初步研究：干旱易发地区的弹性WASH系统。2010年10月。

• [8]或(（其他链接）。第四版。世界卫生组织（WHO）,2011年。

• 史密斯，迈克尔和肖恩，罗德。海水淡化或（其他链接）。水工程研发中心（WEDC），拉夫堡大学。