(一)多級瞬間蒸發法（Multi-Stage Flash, MSF）
多級瞬間蒸發法原理為利用波以耳定律及蒸餾的原理，以降低 壓力方式使海水沸點降低，多段方式加熱氣化海水後，再經熱交換 器冷凝收集而得到淡水。
目前多級瞬間蒸發法有「一次處理式 MSF（Once Through MSF），如圖 3-2」與「濃縮海水循環式 MSF（Brine Recirculation MSF），如圖 3-3」兩種方式，前者進料海水流量需為淡化水產量 之 7 到 12 倍，即 8.3~14.3 %之產水率；後者係為減少進料海水量 設計，將濃縮海水循環回到系統中與進料海水混合，可將產水率提 高至 25~50 %，惟濃縮海水循環方法初設成本較高。多級瞬間蒸發 法主要優點有產能較大、操作彈性大、技術成熟、可利用低位熱能 和廢熱、可改善積垢問題等；缺點有產水率較低、最高溫度限制等。
圖 3-2 一次處理式 MSF 處理流程圖
圖 3-3 濃縮海水循環式 MSF 處理流程與規範圖
(二)多效蒸餾法（Multi-effect Distillation, MED）
多效蒸餾法屬於較早發展成功海水淡化技術，係由多個蒸餾器 組成的系統，其利用高溫蒸汽與海水之溫差進行熱交換後之水蒸汽 冷凝收集淡化水，主要流程為先加熱進料海水，再經過一連串之蒸 發器脫鹽。在第一段蒸發器內，先利用濃縮海水來加熱進料海水，
並降低濃縮海水溫度，再將此濃縮海水送入第二段蒸發器。水蒸汽 在第一段蒸發器產生後，亦被送至第二段蒸發器凝結，凝結後之水 蒸汽即為淡化水，一部份之淡化水被送入低壓鍋爐中再產生蒸汽，
如圖 3-4 及圖 3-5，如此依次進行，每一個蒸餾器及其過程稱為一 效，這樣就可形成二效三效和多效等，多段串聯熱能得以重複利用，
造水比率幾乎按效數乘倍增加，主要優點在於不需任何化學藥品或 逆滲透膜，適應範圍大，對海水之前處理要求較低、水質屬蒸餾水 等，但其缺點為能源消耗甚鉅、海水沸騰易造成管線結垢，且因處 理效數愈高，海水鹽份愈濃，增加處理風險，因此設備費隨效數量 增多而增加。
一般言之，多效蒸餾法需考量：傳熱係數、傳熱面積、溫度差、
傳熱量、產出蒸汽量與各效所需的加熱蒸汽量等；為得到更好的效
果，可與蒸汽壓縮技術合併利用。
圖 3-4 MED 處理流程圖
圖 3-5 MED 處理流程與規範
(三)蒸汽壓縮法（Vapor Compression, VC）
送回蒸發器的加熱室，作為加熱蒸汽使用，使蒸發器內的溶液繼續 蒸發，而其本身則冷凝成水，蒸汽的潛熱得到了反複利用。由於此 技術只靠壓縮蒸汽所產生的熱而並不需要大量蒸汽作為熱能，一個 帶壓縮的三效蒸餾淡水機與一個不帶壓縮的七效蒸餾淡水機的性 能相近，造水比可到達 7（一噸蒸汽可產生 7 噸的水）。
蒸 汽 壓 縮 的 方 式 可 分 為 機 械 壓 縮 （ Mechanical Vapor Compression, MVC，如圖 3-6）與熱壓縮（Thermal Vapor Compression, TVC）二類。機械壓縮的動力源可為電力馬達、渦輪機或柴油引擎，
熱壓縮則採蒸汽噴射（Steam Ejector）方式，能源需求分別為電能
（MVC）、電能及蒸汽（TVC）。蒸汽壓縮法主要優點有熱效率佳、
前處理需求較低；缺點在於壓縮機易受鹽類侵蝕、需找出適當操作 溫度。
圖 3-6 MVC 處理流程與規範
( 四 ) 熱 壓 縮 多 效 蒸 餾 法 （ Multi-effect Distillation with Thermal Vapor Compression, MED-TVC）
如果將 MED 與 TVC 結合，如圖 3-7 及 3-8，將傳統 MED 排 放廢熱回收再利用，可有效提升能源利用效率，降低操作成本。
圖 3-7 MED-TVC 處理流程與規範
圖 3-8 MED-TVC 外觀示意圖
(五)逆滲透法（Reverse Osmosis, RO）
原理為利用逆滲透壓，將鹽分壓迫至半透性膜之另一端，使純水留 在一端而達到淡化之效果；對鹹水而言，RO 之操作壓力約在 14~35 kgf/cm2。近年來逆滲透法（RO）所佔商用海淡技術比例逐漸提高，
其原因為逆滲透膜製作技術已有顯著改善、產水量的增加及耗電量 減少，因而使逆滲透法使用比例逐年增加。
目前全球海水淡化廠所採用之淡化技術主要有逆滲透法（Reverse Osmosis, RO）、多級閃蒸法（Multi-Stage Flash, MSF） 、多效蒸餾法（Multi-Effect Distillation, MED）及蒸汽壓縮法（Total Vapor Compression, TVC）， 而其他技術如電極透析法（Electro-dialysis, ED）較適合於淡化低 TDS 之 鹹水，不適合於海水淡化；不同海水淡化技術綜合分析如表 3-1 所示。
化發電雙重功能廠），方能與逆滲透法相抗衡；茲舉例近年來國外較新 且具特色之不同處理技術海淡廠做介紹。
(一)索裏克（Sorek）海水淡化廠
以色列索裏克（Sorek）海水淡化廠（圖 3-9）於 2013 年 8 月 開始運轉，為目前全世界規模最大的逆滲透海水淡化廠，設計產水 量達每日 624,000 立方公尺，最大每小時產水量達 26,000 立方公 尺，每立方公尺產水所需能源 4 kWh。其興建工程由索裏克海水淡 化公司（Sorek Desalination Ltd, SDL）承接，為一合資公司，其股 東為以色列 IDE 科技公司及香港 Hutchison 公司，以 BOT 方式興 建營運，特許期限 25 年，於 2037 年產權將歸還以色列政府。水價 為每立方公尺 0.585 美元（約新台幣 17.55 元/立方公尺）。
資料來源："IDA Desalination Yearbook 2013-2014", International Desalination Association, 2014
圖 3-9 以色列索裏克海水淡化廠
(二)美屬維京群島（United States Virgin Islands）
組支援，每日產水量約 1,200 立方公尺，但仍遠少於當時接近觀光 旺季每日所需飲用水約 6,813 立方公尺。美國隨後緊急由佛羅里達 州調派 6 組庫存模組化海水淡化機組前往支援，聖克洛伊島（St.
Croix）也出動 2 組機組，每日共產出 7,570 立方公尺飲用水應急，
當時緊急飲用水水價為每立方公尺 1.14 美元。
有鑑於此，美屬維京群島遂積極發展其他海水淡化廠以求穩定 供水；2013 年 6 月逆滲透海水淡化廠完成興建並開始營運，名為 哈雷海水淡化廠（Harley seawater desalination plant），原調派支援 的緊急機組也停止運轉並送回原處。哈雷海水淡化廠興辦方式為 BOO 模式，每日可生產 12,490 立方公尺之飲用水，每立方公尺產 水所需能源 2.9 kWh。此海水淡化廠建於一狹長型近海地帶，邊坡 緊鄰海水，因此興建頗具難度（圖 3-10）。另一特色是此海水淡化 機組不需加藥，且其海淡廠排放水與既存發電廠排水混合後以重力 排放方式排放入海。
資料來源："IDA Desalination Yearbook 2013-2014", International Desalination Association, 2013
圖 3-10 美屬維京群島哈雷海水淡化廠
(三)澳洲維多利亞（Victorian）海水淡化廠
位於澳洲墨爾本維多利亞市巴斯海岸（Bass Coast）的維多利 亞海水淡化廠（圖 3-11），於 2012 年 12 月開始運轉，設計處理量 為每日 410,000 立方公尺，經由既存及新建的輸水管線輸送高品質 之海淡水，為維多利亞市供水系統重要的一環，可有效解決當地旱 災頻繁之困境。
維多利亞海淡廠距離海岸約 500 公尺，其工程設施包含位於外 海 1.2 公里的海底取排水管，以及長達 85 公里的輸水管線將海淡 水 輸 送至 墨爾 本地 區 之輸 水系 統。 此 海水 淡化 廠以 公 私協 力
（public-private-partnership, PPP）方式興辦，其建造成本為約 32 億 美金，操作營運由私人企業承接，期限 30 年，成本為每年 1.32 億 美金，此費用包含膜更換、藥品及能源等，每立方公尺產水所需能 源 4.76 度。
維多利亞海水淡化廠運轉所需能源經由長度 87 公里的地下管 線輸送，並與輸水管線共構。特別的是，此海淡廠所有電力需求（約 90 千瓩）皆由購買再生能源證書（Renewable Energy Certificates, RECs）支應。再生能源證書是一種可以在市場上交易的能源商品，
由專門的認證機構給可再生能源產生的每 1 兆瓦小時電力為一單 位頒發一個專有的號碼證明其有效性，並藉由販售所得資助可再生 能源公司的高建設成本以此鼓勵綠色能源的廣泛應用。
資料來源："IDA Desalination Yearbook 2013-2014", International Desalination Association, 2013
圖 3-11 維多利亞海水淡化廠
顧問，於西澳皮爾布拉（Pilbara）普雷斯敦角港口興建海水淡化廠
（圖 3-12），約位在伯斯北方 1,800 公里處。海水淡化廠每日產水 量 140,000 立方公尺，於 2012 年 9 月開始運轉，其 90 %產水用於 碎礦機的磁礦加工流程。
普雷斯敦角海水淡化廠之設計進水水質相當惡劣，具有高濃度 的懸浮固體及有機體，且海水溫度變化劇烈，當地海域易受潮汐影 響，夏季時水域有許多海蜇生長繁殖，因此其取水口的攔污柵設計 相當精細，藉以去除大量海中生物。此海水淡化廠裝設能量回收裝 置，每立方公尺產水消耗約 3.2 kWh，其海淡廠排放水經由一擴散 系統排放入海。
由於地處偏僻，建造難度相當高，因此淡化機組及相關組件預 先於中國組裝測試，再以船運運送至廠址興建，其運送方式如圖 3-13 所示。其中膜支架及其他相關組件為最大型的零件，共使用 4 個 模架組立運送，每組模組重約 1,300 噸。
資料來源："IDA Desalination Yearbook 2013-2014", International Desalination Association, 2013
圖 3-12 普雷斯敦角海水淡化廠
資料來源："IDA Desalination Yearbook 2013-2014", International Desalination Association, 2013
圖 3-13 普雷斯敦角海水淡化廠組件運送過程
(五)西班牙托爾德拉（Tordera）海水淡化廠
托爾德拉海水淡化廠是西班牙加泰羅尼亞地區興建的第一座 海水淡化廠（圖 3-14），於 2003 年完成第一期工程興建並開始營 運，產水量每日 28,800 立方公尺。在歷經 2007 年的一場旱災後，
加泰羅尼亞水務局決定開始興建第二期托爾德拉海水淡化廠，新增 產水量每日 28,800 立方公尺，並對處理流程進行多項改善，於 2010 年完工營運，目前總產水量每日 57,600 立方公尺。整廠回收率可 達 46%，進流海水 TDS 為 39,205 mg/L，產水 TDS<300 mg/L，每 立方公尺產水所需能源 2.565 kWh，RO 膜供應商為陶氏化學公司，
興辦方式為統包。
托爾德拉海水淡化廠之興建除了可以滿足當地缺水問題，亦可 解決因土地過度開發導致的海水入侵，自 2003 年第一期海水淡化 廠營運以來，當地的地下水井鹽度均有穩定的下降。托爾德拉第二 期海水淡化廠針對處理流程及設備進行了以下改善：
1、取水工：原有之海岸取水井更改為外海取水井 2、前處理：原有之一道雙層過濾增加為兩道。
3、能源回收：原有之衝擊式渦輪機更改為壓力式能量回收渦輪裝置
3、能源回收：原有之衝擊式渦輪機更改為壓力式能量回收渦輪裝置