隨著全球水資源危機的不斷加劇，在解決缺水的問題上，人們把目光越來越多地投向了海洋。海水淡化已經部分化解了地球淡水資源的短缺。
海水淡化又被稱為海水脫鹽，其歷史可以追溯到公元前1400年。在那個時候，人類開始嘗試通過加熱海水、冷卻水蒸氣的方法獲得可飲用的淡水。據記載，公元200年的時候，人們已經開始在遠洋船上安裝簡單的淡化裝置，以解決船員的飲水問題。20世紀中后期，海水淡化技術得到了加速發展。雖然因地域不同、水質差異、海水淡化技術的處理工藝有所不同，并導致成本各異，但隨著這一技術的進步和規模化發展，海水淡化的成本大幅降低。
如今，海水淡化可以通過物理、化學等方法實現。按照處理方式的不同，通常分為兩大類：一類是從海水中取出淡水，主要包括蒸餾法、反滲透法、冷凍法、水合物法和溶劑萃取法；另一類靠除去海水中的鹽分來獲取淡水，具體的方法主要有離子交換法、電滲析法等。
中東地區的阿拉伯聯合酋長國、沙特阿拉伯、科威特、以色列等，是全球最早嘗試利用海水淡化的國家。其中沙特、以色列等國70%的淡水資源都來自于海水淡化。目前，北非、歐洲、中北美洲、東南亞一帶國家海水淡化應用程度也很高，而一些海島國家如馬爾代夫，幾乎完全依賴于海水淡化水。根據國際脫鹽協會統計，截至2013年8月，全球淡化工程總裝機容量已達到8093萬噸/日，解決了全球2億多人的飲用水問題。
作為世界上最缺水的國家之一，中國人均水資源占有量僅為世界人均水資源占有量的1/4。目前，我國已掌握世界主流的低溫多效蒸餾和反滲透海水淡化技術，是少數能夠完整自主設計建設海水淡化工程的國家之一，一些海水淡化裝置已經成功出口海外。目前，我國海水淡化的總體規模已從30年前的每天產水200噸，發展到現在的約77萬噸，最大海水淡化工程已達到20萬噸/日。
商業化應用的海水淡化技術包括蒸餾法和反滲透法。蒸餾法是一種古老的淡化方法，其過程類似海水受熱蒸發形成云，云遇冷形成雨的過程。反滲透法海水淡化的關鍵是反滲透膜，它是一種只允許水透過、不允許鹽透過的半透膜。若對海水一側施加足夠的壓力，其中的淡水將透過半透膜滲透到另一側，這就如同一只特殊的過濾篩子，在壓力下過濾掉了水留下了鹽。
提高設備單機產水能力、繼續降低淡化水成本，是海水淡化技術目前的主要挑戰。不同淡化技術間的集成耦合，特別是與太陽能、風能等可再生能源的結合，從而實現工藝節能降耗，是未來海水淡化技術的發展趨勢。
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