Die membranbasierte Meerwasserentsalzungstechnologie wird durch Umkehrosmose repräsentiert. Sein Prinzip besteht darin, Meerwasser mit hohem Druck durch eine semipermeable Membran zu treiben und dabei Wassermoleküle von Salzionen zu trennen. Aufgrund des hohen osmotischen Drucks von Meerwasser erfordert das System eine Hochdruckpumpe, um ausreichend Druck bereitzustellen (typischerweise 5–8 MPa), sowie Membranmaterialien mit hoher Entsalzungsrate (z. B. Polyamid-Verbundmembranen). Die Vorteile dieser Technologie sind ein relativ geringer Energieverbrauch und eine starke Systemmodularität, was sie zur weltweit am weitesten verbreiteten Mainstream-Technologie macht.
Zu den thermischen Meerwasserentsalzungstechnologien gehören hauptsächlich die mehrstufige Flash-Verdampfung (MSF) und die Multi-Effekt-Destillation (MED). Diese Technologien erhitzen Meerwasser, um es zu verdampfen, und kondensieren es dann zu Süßwasser, wodurch eine Soleabscheidung erreicht wird. MSF verbessert die Effizienz durch mehrstufige Flash-Verdampfung mit reduziertem Druck, während MED mehrstufige Verdampfer zur Wiederverwendung von Wärmeenergie nutzt. Wärmetechnologien eignen sich für die Integration mit Kraftwerksabwärme oder Industrieabwärme, haben jedoch einen hohen Energieverbrauch und erfordern große Ausrüstung.
Weitere neue Technologien sind Elektrodialyse, Vorwärtsosmose und Hybridprozesse. Bei der Elektrodialyse wird ein elektrisches Feld verwendet, um Ionen zur Trennung durch Ionenaustauschmembranen zu treiben, wodurch sie für die Wasseraufbereitung mit niedrigem Salzgehalt geeignet ist. Bei der Vorwärtsosmose wird der osmotische Druckunterschied genutzt, um die Wassermigration voranzutreiben. Hybridverfahren kombinieren Membranverfahren mit thermischen Verfahren oder Vorbehandlungstechnologien, um die Gesamteffizienz und Stabilität zu verbessern.
Auf systemtechnischer Ebene umfasst die Meerwasserentsalzungstechnologie auch wichtige Vorbehandlungs- und Energierückgewinnungstechnologien. Beispielsweise reduzieren Vorbehandlungsmethoden wie Sandfiltration und Ultrafiltration die Verschmutzungsbelastung und verlängern die Lebensdauer der Membran. Energierückgewinnungsgeräte (ERD) gewinnen die Druckenergie der konzentrierten Sole zurück und reduzieren so den Betriebsenergieverbrauch erheblich. Insgesamt handelt es sich bei der Meerwasserentsalzungstechnologie um ein umfassendes Wasseraufbereitungssystem, das auf Umkehrosmose basiert und durch die synergistische Optimierung mehrerer Prozesse ergänzt wird.