阅读说明：本技术 使用反渗透膜系统产生淡水的方法和系统 (Method and system for producing fresh water using a reverse osmosis membrane system ) 是由 托尔·M·斯托佩斯塔德 罗尔夫·比格尔·班迪克森 于 2019-03-06 设计创作，主要内容包括：该公开涉及通过浸入式膜系统中的需要膜系统上的压力差的反渗透过程来产生淡水的方法和系统。通过在立管装置(2)中于用于淡水的出口(7)的下游向该立管装置(2)中引入气体气泡来提供压力差。该系统包括：至少一个浸入式反渗透单元(1),该浸入式反渗透单元具有用于水的入口(4)和用于淡水的出口(7)；从浸入式膜系统的出口(7)延伸到海平面处、海平面上方、或海平面下方的立管装置(2)；以及为反渗透过程提供低压力侧的系统。(The disclosure relates to a method and system for producing fresh water by a reverse osmosis process requiring a pressure differential across a membrane system in an immersed membrane system. The pressure difference is provided by introducing gas bubbles into the riser arrangement (2) downstream of the outlet (7) for fresh water in the riser arrangement (2). The system comprises: at least one submerged reverse osmosis unit (1) having an inlet (4) for water and an outlet (7) for fresh water; a riser arrangement (2) extending from an outlet (7) of the submerged membrane system to at, above or below sea level; and a system that provides a low pressure side for the reverse osmosis process.)

使用反渗透膜系统产生淡水的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种使用浸入式膜系统中的需要膜系统上的压力差的反渗透过程来产生淡水的方法和系统。该系统包括至少一个浸入式反渗透单元，该浸入式反渗透单元具有用于水的入口和用于淡水的出口；从浸入式膜系统的出口延伸到海平面处、海平面上方、或海平面下方的立管装置；以及为反渗透过程提供低压力侧的系统。

背景技术

世界许多地区的淡水资源是有限的是公认的事实。还众所周知，已经通过浸入式半透性反渗透膜系统来从海水产生淡水。该过程需要在膜的高浓度侧施加高压力，相较于海水而言用于淡水和微咸水的压力较低，并且必须克服自然渗透压力。反渗透的系统不仅可以淡化或清洁水，还可以去除水中的细菌、热原、有机物、颗粒、胶体和其他不想要的物质。

已经提出将包括若干反渗透膜的一个或多个堆叠体浸入深峡湾或近海，以便利用这样的深度处的静水力学压力作为用于反渗透过程的驱动力。US9,617,172公开了一种脱盐系统，该脱盐系统包括在海洋中被浸入处于一深度处的膜系统，该深度被选择成提供静水力学压力和高压力侧，以用于生成反渗透以从海水产生淡水。脱盐系统还包括布置在海平面上方的泵送系统，该泵送系统与膜系统流体连通，该泵送系统构造成将淡水泵送到表面并为反渗透提供低压力侧。该系统还包括用于将淡水输送到陆地的系统和用于在陆地上存储淡水的存储系统。还公开了一种脱盐方法，该方法包括以下步骤：在海洋中在一被选择成提供静水力学压力的深度处提供多个反渗透膜盘；使用静水力学压力引导海水通过膜盘；收集被引导通过膜盘的淡水；将淡水泵送到海洋表面；然后将淡水输送到陆地。

WO99/06323描述了一种用于海水脱盐的方法和设备，该设备被定位在海平面下方，意在利用在至少250米深度处在半透性滤膜的一侧上积累的静水力学压力，以便克服其为盐水本身的特性的渗透压力，而膜的另一侧保持在大气压下。泵送操作仅减少到与从过滤获得的淡水有关的操作。

首先在反渗透过程中提供低压力然后将纯化水输送到海平面的过程是高能量消耗过程。减少浸入式反渗透用于产生淡水的能量消耗具有巨大潜力。减少该过程的透过侧的压力以便克服渗透压力从而能够在系统上产生淡水的需求需要能量，并且例如通过提供反渗透过程的低压力侧的泵来完成，并且是减少能量的潜在可能性的示例。此外，根据现有技术，产生的淡水至海平面并进一步至消费者的转移通过能量消耗泵进行，并且是降低能量消耗的另一种可能性。

发明内容

在以下的整个说明书中，以下术语表示：

术语“入口”是指要被净化的水进入膜系统的地方，其中水可以是海水、微咸水或其他被污染的水。

术语“出口”是指在膜系统上产生的淡水在膜系统的透过侧进入的地方。

术语淡水是指产生的适于饮用的水和/或饮用水。

本发明基于利用反渗透以便使用浸入式膜单元系统从海水、微咸水和其他被污染的水产生适于饮用的水和/或饮用水。通过影响水柱的静态重量，必须在反渗透单元的透过侧进行所期望的压力减少，该水柱将产生的水带到海平面，其中在相反侧上，提供了由于浸入式膜单元的水压力引起的高压力。

本发明的目的是在反渗透处理单元的出口侧提供低压力，以便创建克服渗透压力所需的跨反渗透单元的必要压力差，以能够启动和进一步运行该反渗透过程。

本发明的另一个目的是提供一种用于将产生的淡水从浸入式反渗透系统输送到在海平面表面处、上方或下方的接收单元的系统。

本发明的另一个目的是提供一种用于将盐水输送远离该系统并且至少远离该过程的待净化海水引入口一距离的系统，该盐水可以是反渗透过程的副产物。

本发明的另一个目的是提供一种用于在海平面处、上方或下方从纯化水中分离输送剂的系统。

本发明的又一个目的是在海平面上方获得足够的米数以便能够借助重力或海拔差将纯化水进一步输送到岸上/大陆或油轮等。

这些目的通过如独立权利要求进一步限定的方法来实现，而实施方式、替代方案、修改和变型由从属权利要求限定。

在第一方面，本发明涉及一种使用浸入式膜系统中的需要跨膜系统的压力差的反渗透过程来产生淡水的方法和系统。该系统包括至少一个浸入式反渗透单元，该浸入式反渗透单元具有用于水的入口和用于淡水的出口；从浸入式膜系统的出口延伸到海平面处、上方或下方的立管装置；以及为反渗透过程提供低压力侧的系统。通过在立管装置中于用于淡水的出口的下游向该立管装置中引入气体气泡(bubble，泡、泡状物)，从而减少水柱的重量并且还减少反渗透单元的出口处的静水力学压力，来提供该压力差。

立管装置布置在竖向位置或至少向上倾斜的位置，允许气体气泡向上上升、用气体和气体气泡稀释立管装置内部的水、以及减少重量和静态压力，从而提供立管装置内部的淡水的向上运动或流动。

引入的气体气泡可以由从海平面通过供应管线供应的压缩气体流来进行供应。

可替代地，气体可以通过在立管中对水进行电解来产生，其中电极被布置在反渗透单元的出口区域中或在参考的反渗透单元的下游一距离处。

气体气泡可以通过间隔开的至少两个电极产生，其中所使用的至少两个电极中的至少一个电极可以是立管，并且其中，电极诱导(induce，引起、感应)电流和/或施加有脉冲电信号，以在电极上引燃电弧，以便从立管内部的水产生富氧氢气体，进而生成上升并且由于在向上的流中的外部压力降低而膨胀的气泡，从而将产生的水举升到立管的顶部端部。气泡在向上的流中上升，减少了立管中水柱的重量，从而减少了出口处的压力。电流优选地从电源生成。

使气体气泡——该气体气泡是气体、蒸气和其他物质的气泡——与纯化水一起上升到在海平面上方、在海平面处或表面下水平(level，水平度)处的罐或分离器中进行提取，以用于不同应用。

在所产生的纯化水和气体进入到在海平面上方、在海平面处或表面下水平处的罐或分离器中的情况下，且在气体从纯化水中释放出来的情况下，将纯化水分配至消费者，并且将气体进行分配以进一步处理、再循环和存储，或者分配至环境。

从海平面供应的压缩气体以下述量和压力进入立管装置，所述量和压力施予跨反渗透单元(RO)的压力差，使立管内的水柱的静态重量足够小，以便使施予的跨RO单元的压力差等于或高于克服渗透压力所需的压力。

在一水平处诱导电流，在该水平处所生成的气泡使立管中的气泡生成点下游的压力降低，以足以使跨RO单元的压力差等于或高于克服渗透压力所需的压力。

反渗透过程的副产物——该副产物可能是盐水或其他被污染的水——通过使用从盐水出口延伸的立式第二立管装置输送离开浸入式反渗透单元，该立式第二立管装置从盐水出口延伸，在盐水出口处，如上所述气体气泡被引入立管装置中以提供向上的流。

可以从浸入式膜系统延伸到海平面处、上方或下方的立管装置还可以在海平面上方以足够高的高度延伸，以利用重力/海拔差将纯化水输送至岸上或油轮等。

在第二方面，本发明涉及一种用于为浸入式膜系统中的产生淡水的反渗透过程提供压力差的系统，该浸入式膜系统包括至少一个浸入式反渗透单元，该浸入式反渗透单元具有用于水的入口和用于淡水的出口；从浸入式膜系统的出口延伸到海平面处、上方或下方的立管装置；以及为反渗透过程提供低压力侧的系统。该用于提供低压力侧的系统包括在反渗透单元的用于淡水的出口的下游将气体气泡引入到立管装置中的布置结构。

立管装置可以与在海平面处、上方或下方的且使来自该立管装置的气体与淡水分离的分离器流体连通。

优选地，用于将气体气泡引入该立管装置的布置结构是用于将从表面供应例如从压缩器供应的压缩气体流引入该立管装置的喷嘴、紧密间隔开的至少两个电极的布置结构、或用于电解的布置结构中的任一个，其中，所使用的至少两个电极中的一个电极可以是立管装置，与电源连接以产生富氧氢气体。

用于将气体气泡引入到该立管装置中的布置结构可以布置在立管装置中处于至少两个水平处。其中，上述至少两个水平从该浸入式膜系统的出口的下游朝向海平面分散。气泡可以在立管装置中的选定水平处被引入，在至少两个水平处被同时引入。可替代地，气泡可以被逐步地引入，即从最接近海平面的水平开始引入气泡，并且然后以朝向最接近该浸入式膜系统的用于淡水的出口的水平的方式逐水平地或在选定的水平处引入气泡。被引入的气泡可以在该立管装置中的选定水平处持续(continue，连续)产生，并且该立管装置中的至少两个水平中的每个水平都可以被启用或停用以控制淡水的产生。下述设计的优点是在启动产生淡水的过程方面需要较少的能量或较低的压力：所述设计为布置多个点以在沿着立管装置的若干水平处将气体气泡引入到立管装置上，开始启动将气泡引入到最接近海平面的水平，然后朝着浸入式膜系统的用于淡水的出口逐水平地引入气泡。离海平面越近，压力越低，要克服的水柱的重量越小，因此启动将气泡在较接近海平面处引入到立管装置中需要较低的能量或较低的压力。因此，气泡将使立管装置中的水移位，并且在气泡被引入的一个或多个水平上方水柱的重量将减少，从而将气体气泡朝着浸入式膜系统的用于淡水的出口的逐步引入将需要较低的能量或较低的压力用以引入气体气泡。根据本发明，反渗透膜系统利用用于为反渗透过程提供低压力侧的、用于流体输送的系统。该系统将淡水从浸入式反渗透系统举升通过从浸入式膜系统延伸至海平面处、上方或下方的立管装置。该系统包括用于在反渗透单元的淡水出口处或附近将气体气泡引入立管中的布置结构，以及在海平面处、上方或下方的用于分离来自立管装置的气体和淡水的分离器。

根据本发明，反渗透膜系统使用给定海深度处的静水力学压力作为馈送压力，结合在透过侧的降低的静水力学压力，从而提供超过渗透压力的跨膜的压力差，并且用于能够在系统上启动和产生淡水。产生的淡水具有被分类为适于饮用的水和/或饮用水的足够低的盐度和/或低含量的腐殖质。通过注入压缩气体、通过由施加有或诱导电流的两个或多个电极——在其处脉冲电信号可以用于引燃电弧——产生的富氧氢气体或由对水进行电解产生的气体中的任一个来在过程的透过侧生成气泡来提供低压力，从而减少立管内部的水的重量，因此减少反渗透膜系统出口处的压力。气泡还通过减少立管中流体的有效密度来起到气体举升的作用，使流体喷射从而将水从立管中输送到海平面处、上方或下方。当引入的气泡向上上升时喷射出现，并且当它们向上上升时其体积对应地膨胀。

此外，自然渗透过程必须克服渗透压力以便开始反渗透过程，这由本发明通过在膜系统的入口处的高压力侧和膜系统的出口处也定义为膜系统的透过侧的低压力来赋予。高压力侧由浸入式反渗透单元的环境压力赋予，但必须生成低压力侧。如早前所述，为了输送从反渗透系统产生的淡水，气体气泡被引入，为了生成反渗透过程的低压力侧，气体气泡也被引入。气泡使立管内的水柱移位，减少内部静态压力，这又生成跨膜的压力差。馈送水侧的静态压力随着海深度的增加而升高，从而增加用于生成压力差的潜力。可以以可调整的量引入气泡，以维持和使高于反渗透所需的压力的压力降低，以便调整系统上的产生速率。

气体气泡以下述的量或速率被引入或产生，所述的量或速率使得用于启动反渗透过程所需的压力被获得且然后被调节至所需的产生速率。产生速率随着膜系统上压力差的增加而增加。传感器和阀可以自动调节被引入的气体气泡的产生和速率。基于传感器的测量的控制系统可以发送用于自动调节的信号，上述传感器可以是压力和温度传感器。如果透过侧的压力在系统上产生临界压力差例如使膜破裂的压力差，其还将下调气泡的产生和速率。破裂的临界区域是特定于膜的，并且在任何情况下，控制系统都将根据压力和温度传感器的测量进行调整，以得出特定的值。

气体气泡在膜系统的出口处引入立管装置。引入的气体在上升的同时使立管内的淡水呈指数级移位，从而减少反渗透膜的透过侧的静态压力。

浸入式反渗透系统可以是通过功能划分为可扩展、可重复使用的模块的模块化设计。这使系统灵活而不僵硬，满足不同的项目要求，并且使得可以轻松地按比例放大或缩小系统规模，以满足每个单独项目的归因于对于每个项目所需的产生淡水的量和当前的海深度的容量需求。模块化构建块将包括广泛使用“现成”的部件，以保持成本低和可用性高。

附图说明

参考附图，在以下的描述中将较详细地解释根据本发明的方法和系统的实施方式和实施例，其中：

图1示意性地示出了浸入式膜系统的视图，其中，借助于气体供应来在反渗透过程的低压力侧生成气泡以及在反渗透过程的盐水出口处生成气泡，以减少透过侧上的静态压力。

图2示意性地示出了浸入式膜系统的视图，其中，借助于电极在反渗透过程的低压力侧生成气泡。借助气体供应来在反渗透过程的盐水出口处生成气泡，创建气体举升效应以使海水循环通过膜的馈送侧。

图3示意性示出了如何利用先在图2中所示的用以将淡水举升至海平面的过程中生成的且在海平面处、上方和下方被演进的气体的实施方式。

图4示意性示出了在从SINTEF的观察下执行的概念测试布局的图示。阐述的图和数值与本专利申请中的任何限制都不相关。

具体实施方式

示例性实施方式的以下描述参考所附附图。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定。为了简单起见，以下实施方式关于从海水、微咸水或被污染的水产生淡水的用辞和结构进行讨论。然而，接下来要讨论的实施方式不仅限于这种类型的水。而且，在整个说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用是指结合实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在所公开的主题的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不一定是指同一实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

图1示意性地示出了浸入式膜系统的视图，其中借助气体供应来在反渗透过程的低压力侧生成气泡和在反渗透过程的盐水出口8处生成气泡，以减少透过侧上的静态压力，上述气体供应可以是压缩气体供应。该图示示出了浸入式反渗透单元1，该浸入式反渗透单元具有海水入口4，其中归因于由于在海水入口4处的取决于海深度的高压力和在纯化水7的出口处的透过侧的低压力而出现的反渗透单元1上的压力差，海水进入膜系统，上述在纯化水的出口处的透过侧的低压力取决于由于所生成的气泡而出现的低压力。作为该过程的副产物的盐水被输送通过盐水(和被污染的水)出口8。压缩空气从布置在表面处的压缩机5通过位于用于纯化水的立管装置2和用于盐水的立管装置3的、在反渗透单元1上方一距离处的注入喷嘴6供应。气泡从注入喷嘴6的点生成并在立管装置2、3中向上上升，并随着上升而同时膨胀，创建将水向上喷射的气体举升，从而将纯化水立管装置2中的纯化水朝着表面输送，并且还将盐水输送通过盐水立管装置3。纯化水进入分离器9或罐，该分离器或罐通过在分离器9或罐的下部侧处的用于纯化水的出口10对纯化水进行分离并且通过在分离器9或罐的上部侧处的气体出口11对来自气泡的气体进行分离。为了不增加海水入口4附近处的含盐度溶液，盐水以远离浸入式反渗透单元1的一距离进入海水。图1示出了在其处从注入喷嘴6生成气泡的一个点/水平，但不仅限于该点/水平；在其处从注入喷嘴6生成气泡的点/水平可以布置有注入喷嘴6，并且沿着立管装置2的整个长度从出口7到海平面进行分布。可以从注射喷嘴6一次一个地生成气泡、同时地生成气泡或在选定的点/水平处生成气泡。

图2示意性地示出了浸入式膜系统单元的视图，其中借助电极在反渗透处理单元的低压力侧生成气泡。通过反渗透单元的馈送水循环由借助注入的加压气体和/或使用被放置在盐水立管中的一个或多个电极上的诱导电流创建的气泡来提供动力。

图2示出了浸入式反渗透单元1，该浸入式反渗透单元具有海水入口4，其中归因于由于在海水入口4处的取决于海深度的高压力和在透过侧的低压力而出现的反渗透单元1上的压力差，海水进入膜系统，上述在透过侧的低压力取决于由于所生成的气泡而出现的低压力。气泡借助电极13生成，这些电极紧密间隔开并且在电极上施加有来自电源12的诱导电流，在电极上引燃电弧，从而产生由与立管中的水组分进行反应的电弧和/或诱导电流引起的富氧氢气体。富氧氢气体在用于纯化水2的立管装置中以O₂和H₂的气泡出现，并且将水输送到海平面，并且还如上所述在反渗透单元的纯化水7出口处的透过侧向反渗透过程提供低压力。纯化水进入海平面上方、海平面或表面下水平处，位于分离器14或罐中，该分离器或罐通过在分离器14或罐的下部部分的处于海平面处的用于纯化水的出口10对纯化水进行分离，并通过在分离器14或罐的上部部分的处于海平面处、海平面上方或表面下水平处的用于H₂和O₂的气体出口11对来自气泡的氢和氧进行分离，并且在到达海平面上方、海平面处或表面下水平处的气体/水分离器14时被分配以进一步处理、存储或到环境。图2示出了在其处借助于电极13生成气泡的一个点/水平，但不仅限于该点/水平；在其处借助于电极13生成气泡的点/水平可以布置有电极13，并且沿着立管装置2的整个长度从出口7到海平面进行分布。可以从电极13一次一个地生成气泡、同时地生成气泡或在选定的点/水平处生成气泡。

作为该过程的副产物的盐水被输送通过盐水(和被污染的水)出口8。压缩气体从压缩机5通过位于用于盐水的立管装置3的、在反渗透单元1上方一距离处的注入喷嘴6而被供应。气泡从注入喷嘴6的点生成，并在立管装置3向上上升并在上升的同时膨胀，创建使水向上喷射的气体举升，从而将盐水输送通过用于盐水的立管装置3。为了不增加海水入口4处的含盐度，盐水从距浸入式反渗透单元1一距离处进入海水。图2示出了在用于盐水的立管装置3中生成的气泡借助于注入喷嘴生成，但不限于注入喷嘴6，其也可以如对于立管装置2描述的那样借助于电极生成。图2示出了在其处气泡在用于盐水的立管装置3中生成的一个点/水平，但不仅限于该点/水平；在其处借助于注入喷嘴6生成气泡的点/水平可以沿着用于盐水的立管装置3的整个长度布置。

图2示出了在用于盐水的立管装置3中生成的气泡借助于注入喷嘴6生成，但不限于注入喷嘴6，其也可以如对于图2中的立管装置2描述的那样借助于电极生成。

总而言之，如图1和图2所示，本发明的主要原理是气体借助于压缩机或预压缩气体或借助于电源被引入到立管。注入立管中或在立管中产生的气体以气泡在立管中上升。这将立管中的水向上朝着表面推动。随着由于周围水压力降低而气体膨胀，推动增加。由于立管内部的混合气体和水，立管内部的压力相较于外部海水压力较小。这两种效应结合创建了跨膜的压力差，使得膜能够产生淡水。淡水流出系统，在立管向上喷射。立管中的气体注入或气体产生使其是连续的过程。

图3示意性地示出了如何利用先在如图2所示的将淡水举升到海平面的过程中生成的并最终在海平面处被演进的气体的示例实施方式。在分离器14中与淡水分离的气体进一步通过在海平面处用于O₂和H₂的气体出口15被分配到用于将气体转化为电功率16的系统。用于将气体转换成电功率和/或机械功率16的系统可以包括气体涡轮机、蒸汽发生器、由燃烧电机驱动的发生器等，以利用气体来产生电功率。产生的电功率或机械功率可以被分配回系统的功率消耗部分，诸如压缩机5或电源12，或者进一步分配至系统外部的消费者。

在图1至图3中，海水入口4被示出为在反渗透单元1的下方，但是不限于在该位置，其可以被放置在系统的侧上、在系统的顶部处或在任何适当的位置处。

此外，纯化水的出口7和盐水出口8被示出为在反渗透单元1的侧部处，但是它们不限于在该位置，它们可以被放置在系统的顶部处、系统下方或在任何其他适当的位置处。

如图1至图3所示，气泡的引入被示出在立管装置2沿竖向位置于其处被标示的点处，其不限于该竖向位置，气泡可以在立管装置2于其处具有向上的角度以允许气泡在向上的流中上升的任何位置被引入。

分离器9、14或罐被示出为在海表面水平上方，但是其不限于该位置，其可以被放置在海表面水平上方、海表面水平下方或海表面水平处。将分离器9、14放置在海表面水平上尽可能高可能是有益的，以便利用重力将水通过管道输送到岸上。

已经执行了该方法的初步测试。反渗透单元(Toray：TM820V-400)附接在海水馈送软管，并且淡水产生立管连接到反渗透模块的低压力侧，如图4所示。将浸入式系统从水面船进行悬挂。反渗透单元被浸入390米的海深度。通过水面船声纳并且通过立管软管上的测量指示，查验船只底下的反渗透单元的深度。立管上的压缩空气引入口被选择成在反渗透单元上方50米，使得气体被引入340米的海深度处的产生立管中。馈送软管和产生软管的直径均为1英寸，其中内径大致为23mm。

在测试期间，使用2.8巴的压力从表面抽取海水并将海水泵送至反渗透单元，以确保沿着反渗透单元的馈送侧的稳定的流速度。根据来自供应商的泵特定曲线，海水流速率估计为在每分钟50升的范围内。主要需要海水馈送压力来克服接头、管道、软管等中的阻力。沿着反渗透膜的馈送侧(从馈送物到截留物)的压力降等于390米深度处的水压力(大致40巴)。

从装备有压力减少控制阀的一组气体瓶供应加压空气，以控制空气流速率。经由位于压力减少控制阀之前和之后的压力计测量压力(P_Airout[巴])。使用质量流控制器单元测量和调整空气流速率(m_Air[STD升/分钟])。附加的压力计被定位在质量流控制器单元的下游、在图4所示的350米长的加压空气供应管线的入口之前。

在填充满25升的储罐之前测量水的产生速率(m_water[升/分钟])，这些储罐收集离开在船甲板处(位于海平面上方大致2米处)的立管的水。对海水和产生的水的含盐度水平进行采样，以进行离线实验室分析。在产生期间，使用便携式电导率分析仪(Kemotron)对产生的水的电导率测量值进行分析。

测试开始时，立管填充有海水。在测试开始时，压缩空气在位于海深度340m的注入点处被注入立管中(参见图4)。在开始期间，海水部分地被流入立管的空气替代。随着立管中空气的空隙率增加，在膜的透过侧处的静水力学压力(P_P)减少。当跨膜的压力差(P_F-P_P)超过渗透压力差时，反渗透单元将开始产生淡水。一旦已经开始产生淡水，立管中的海水将逐渐被淡水代替，并且可以观察到产生的水的含盐度减少。

在将压缩空气初始注入到填充有水的立管期间，产生开始于气体举升将水从立管喷射到空气/水分离器中，并进一步喷出，以降低的脉冲向上朝空气中延伸达若干米。水产生达到了每分钟大致3升的稳态产生速率(4.3m³/天)

测试期间收集了产生的水的样品用于离线分析。另外，测试期间使用便携式电导率分析装置测量了产生的水的电导率。电导率和含盐度都下降到远低于对于饮用水的限制(<2.5mS/cm)的值。

为了开始反渗透过程并连续产生淡水，反渗透过程需要膜系统上的一定压力差。在文献中，所需的压力差是变化的。公知的是用于克服渗透压力所需的压力差大约为27巴。在使用SINTEF执行的实验中，所需的压力差被给定为23.7巴，并且将膜单元待被浸入的深度选择为390米，以在膜单元的进水口处赋予40巴。此外，气体气泡的引入被放置在膜单元上方50米处，处于340米深度，以便在膜的透过侧实现所需的低压力，从而实现膜单元上的23.7巴的差。WO99/06323在250米的海深度处操作以实现为所使用的膜系统克服所需的渗透压力。膜技术的连续改进和发展对膜赋予不断改进的性质和在膜上的越来越小的所需压力差，以便启动并具有连续的渗透过程。主要原理是使要通过膜纯化的水的入口处的压力比纯化水的出口、透过侧处的压力高，以便实现膜特定的所需压力差。由于膜的规格，所使用的主流膜系统所需的最小压力差给定放置膜系统的最小深度。放置膜系统的最大深度是特定项目的成本效益计算问题。到电源或压缩机的距离、立管的直径、膜单元的大小、水的温度、源水的清洁度、维护等是因成本而起重要作用的因素。

在本发明中描述的放置反渗透单元(1)的深度在40米至1500米之间的深度处是有益的，在200米至1000米之间的深度处是较有益的，并且在350米至800米之间的深度处是最有益的。尽管对于最多达1500米的深度是有益的，但不限于1500米，只有投资成本是限制性的。气泡的引入必须在足以生成所需的低压力侧的距离处找到位置，以便具有克服开始渗透过程需要的渗透压力的所需压力差。为了使淡水连续产生，低压力侧必须在系统上生成比克服渗透压力所需的压力低的压力差。通过调整低压力侧的加压气体流，可以将产生速率调节到期望的水平。

表1