本來我還沒計劃寫船舶淡水相關的文章，不過一位網友私信我說，希望我能寫一點船舶淡水相關文章，說頭條上相關的內容很多都是鬼扯。說實話頭條也給我推送過大量相關文章，大多我也閱覽過，大部分質量確實無法恭維，不過也不乏有精品。在網友的提醒後，我確實萌生了寫一點的想法。不過作為船舶輪機設計人員，我並沒有跑過船，很難寫出跑船人在船上對淡水系統的真實感受，所以我只能從設計角度出發，結合我和一些船員交流的感悟來寫了，寫的不妥之處還請大家海涵。

船員

船舶在運營中每天都要消耗大量的淡水，以滿足動力裝置運轉和船員生活用水的需求。這些淡水從哪裡來？最簡單的方法就是在船上設置淡水艙，通過港口補給獲得。這個方法固然簡單，但是遠洋船舶因為其航線較長，加上航行中的一些不確定因素造成補水困難，如果要滿足船舶航行時的需求，就需要設置很大的淡水艙。遠洋船舶以經濟效益為主，如果設置體積很大的淡水艙，會佔用船舶的載貨空間，降低經濟效益，所以遠洋船舶為了增加載貨噸位，不宜攜帶過多的淡水。那麼船舶的自我造淡水能力就顯得尤為重要了，所以遠洋船舶一般都設有海水淡化裝置（Sea Water Desalting Plant ），也就是大家俗稱的造水機（Fresh Water Generator），以減小淡水艙的體積，減少向港口購買淡水的費用，增加船舶的續航力。

大型遠洋船舶

造水機就是通過對海水的淡化來製造淡水。因為海洋中海水資源是非常豐富的，所以造水機能讓船舶自身獲得在航行中隨時獲取新鮮、合格、充足淡水的能力。目前主要採用的方法有蒸餾法、電滲析法和反滲透法。我國船舶上的海水淡化裝置最常採用的是蒸餾法和一部分的反滲透法，所以我等下我主要介紹一下蒸餾法和反滲透法。

航行中的船舶

船用蒸餾式海水淡化裝置的基本原理（蒸餾法）

蒸餾法是利用鹽分不溶於低壓蒸汽的原理，加熱海水使之汽化成水蒸氣，然後再冷卻水蒸汽得到幾乎不含鹽分的蒸餾水。我們知道在標準大氣壓下水的沸點在100℃，那麼想讓水沸騰蒸發是需要消耗大量的能量的；但是我們又知道在高原地區（低氣壓）水不到100℃就能沸騰，那麼我們就可以利用這個原理，讓水在高真空度的環境下沸騰蒸發。實踐證明這是可行的，比如當真空度達到90%，海水蒸發的溫度為45℃，這樣我們就可以利用船舶柴油機的缸套冷卻水作為海水淡化裝置加熱源，從而提高船舶動力裝置的經濟性。實際船用蒸餾式海水淡化裝置還分為真空沸騰式和真空閃髮式兩種。

簡易的蒸餾水獲取方法

船用真空沸騰式海水淡化裝置的工作原理（重點）

下圖為某型真空沸騰式海水淡化裝置原理圖。我們可以看出經海水泵出來的水分為三路，一路進入真空泵（噴射泵）作為真空泵的工作水，驅動真空泵在蒸發器中製造出真空環境；一路進入排鹽泵（噴射泵）作為排鹽泵的工作水；還有一路，經海水給水調節閥供人加熱器豎管內。加熱工質(缸套冷卻水)從豎管外流過，對管內海水加熱。海水溫度達到裝置內真空壓力對應的飽和溫度時即開始在海水內部大量汽化，蒸汽汽泡穿過海水從蒸發面上逸出，穿過汽水分離板，除去含有微量鹽分的水珠後從冷凝器殼體上部的開口進人冷凝器。冷卻海水在冷凝器管內流過，管外的蒸汽則被冷凝為淡水，並彙集在冷凝器底部，由蒸餾水泵抽出送往淡水艙（櫃）。因汽化而濃縮了的海水稱為鹽水，鹽水含鹽過高會使蒸汽攜帶的水珠含鹽量增加，影響淡水質量，因此由排鹽泵將濃縮了的海水排出舷外。

船用真空沸騰式海水淡化裝置的工作原理

某型真空沸騰式海水淡化裝置實物。

真空沸騰式海水淡化裝置

相較於船用真空沸騰式海水淡化裝置容易形成難以清除的硬垢，真空閃髮式海水淡化裝置能顯著減輕加熱面的結垢，但是其造價較高，耗熱量大，效率低，船上已經基本不用了，所以其原理不講了。

加熱器的水垢

船用
反滲透式海水淡化裝置的工作原理（反滲透法）

反滲透式海水淡化裝置最主要的部分就是半透膜。半透膜就是對透過的物質具有選擇性的薄膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜稱之為理想半透膜。當把相同體積的淡水和海水分別置於半透膜的兩側時（淡水相當於下圖的純水，海水相當於下圖的濃水），淡水將自然穿過半透膜而自發地向海水一側流動，這一現象稱為滲透。當滲透達到平衡時，海水一側的液麵會比淡水一側的液麵高出一定高度，即形成一個壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決於溶液的固有性質，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。若在海水一側施加一個大於滲透壓的壓力時，海水中的純水將反滲透到淡水中，這一過程稱為反滲透。反滲透是滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅動下，藉助於半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分開的分離方法，反滲透式海水淡化裝置也就是利用這種方法把淡水從海水中分離出來。反滲透法相較於傳統的蒸餾法，最大的優點是節能，它的能耗僅為電滲透法的1/2、蒸餾法的1/40。

反滲透原理

某型反滲透式海水淡化裝置實物。

反滲透式海水淡化裝置

通過造水機生產的淡水幾乎不含任何礦物質，也沒有殺滅病菌，所以並不適合飲用。不過不含雜質的淡水用來做主輔機的冷卻和鍋爐的補給水、生活用水是再好不過的了，同時也可以用來沖洗甲板或洗艙。造水機的應用可以說讓船員們使用淡水的條件大大改善，用淡水洗個菜、衝個廁所、洗個熱水澡不再緊巴巴了。關於這個沖廁所還可以單獨講講，關於船上衝廁所是用淡水海還是海水這個問題相信很多人是有一定的分歧的，主要體現在海水對管道的腐蝕和對生活汙水處理裝置的適配上。其實我倒覺得不是什麼大問題，在現實中採用淡水沖洗廁所的船舶和採用海水沖洗廁所的船舶都有，技術上也沒有什麼問題。不過現在的船舶淡水不再是稀缺資源了，採用淡水沖廁所對整個管路系統會更加的友好，加上現在的船舶流行把便具、面盆、淋浴或浴缸等衛生間設備組合在一起做成衛生單元來簡化管路和減請船上安裝的工作量和時間，這樣採用淡水沖洗廁所也就更加的方便了。所以現在的大型遠洋船舶更多的採用淡水作為衛生水。