本发明涉及一种提供过滤水的系统、方法和设备。实施例包括从海水和盐水中去除不溶解固体物和污染物的水除盐和净化处理的系统、方法和设备。可进一步利用本发明的系统从海水或盐水水源提供饮用水或纯净水。

人类早在远古时期就已建立起完整的供水系统。关于水处理的实践可以追溯到公元前2000年，梵语的医学著作里就有关于使用铜制容器盛水，将水暴置于阳光下，利用木炭过滤水，以及将污水煮沸以适于饮用等的记载。之后，在建立完善的饮用水处理上产生过两次显著的技术进步。1685年，意大利物理学家Lu Antonio Porzio设计出了首套多级过滤器。在这之前的1680年，Anton VanLeeuwenhoek研制出显微镜。随着显微镜的发现使通过显微镜从水中检测出微生物并过滤它们成为可能。第一套滤水装置由John Gibb始建于1804年苏格兰的小镇佩斯利(Paisley，Scotland)。三年中，过滤水被直接输送到的苏格兰佩斯利的用户当中。
1806年，一套使用沙石和木炭作过滤器的大型水处理设备开始在巴黎投入运行，该设备需要每6个小时进行一次更新，水泵的动力来自于马匹以三班轮换方式驱动。原水在过滤前被放置12小时。
19世纪70年代，Robert Koch博士和Joseph Lister博士证实了存在于供水中的微生物会导致疾病的发生，并要求更加有效的办法对原水进行处理。1906年，在法国东部，臭氧首次被用作消毒剂。几年过后，在美国，泽西市(JerseyCity)的自来水厂于1908年成为美国第一个使用次氯酸钠对供水进行消毒的单位。同年，位于伊利诺斯芝加哥的Bubbly Creek厂也首次使用氯消毒剂，在之后的数十年间，为提高过滤和消毒的效率而进行了大量的工作。
到20世纪20年代，过滤技术的进步使获取纯净、干净、无菌、无沉淀物、无颗粒物的水成为可能。在第二次世界大战期间，联盟国军队为在干旱地区为部队提供新鲜的饮用水而对海水进行脱盐处理。1942年，美国公共卫生局采纳了第一套饮用水标准，并且将薄膜滤器用于细菌学的分析也于1957年被核准。
到20世纪60年代初期，全美国有超过19,000套市政供水系统投入运行。随着1974年“饮用水安全法案”的制定，联邦政府、公共卫生机构和供水单位共同担负起向美国提供安全用水。
全球在适于饮用的食用水、农业用水、灌溉用水及工业用水上都存在着短缺。在地球的一些地方，持久的干旱和延续的水源缺乏已经延缓了经济的增长，并最终有可能导致某些人口中心的放弃。在地球的另一些地方，尽管有充足的水源存在，但是这些水中含有来自工业来源和农业生产中的化学物质的污染物。
世界在人类获取未来用水需求的能力上正面临着几方面的挑战。如今有超过3亿的人口居住于严重缺水的区域，这一数字在2025年可能达到30亿。根据联合国的报道，每天全球大约有9500名儿童死于饮用水水质太差。人口的增长同时也增加了对饮用水供应的需求，然而全球范围内可以利用的水源却并没有改变。在随后的几十年间，除了提高重复用水的效率和水源的保持之外，人类需要以某种成本和方式寻求额外的水源供应以维持都市、乡村、农业的繁荣以及环境的保护。
过去的50年间对用水的需求增长了300％。每一块大陆都正在体验着降水列表，特别是在美国的南方大平原和西南地区，北部非洲，南部欧洲，整个中东地区，东南亚，中国以及其它地区。
蒸发和反渗透是两种将海水或盐水处理成为可饮用水的常规方法。蒸馏法包括将海水或盐水加热，将产生的水蒸气冷凝，并将蒸馏物进行分离。反渗透是一种膜处理方式使用相对高水压作为动力而除去溶液中的盐分。盐离子或其它污染物被反渗透膜排除或排斥在外，而纯净水却被通过膜。反渗透方法能除去水中大约95％到99％的溶解盐、硅、胶体、生物物质、污物和其它致污物。
大海是唯一无穷的水源供应。利用数量众多的陆基工厂进行海水脱盐处理为主要人口中心或大规模的灌溉工程供水，还存在许多问题。利用蒸馏方式进行海水脱盐处理的陆基工厂往往消耗掉的能源巨大。
利用反渗透方式进行海水脱盐处理的陆基工厂将产生庞大量的从海水中分离出来的含溶解盐的排放物。该排放物，也被称为浓缩液，含有高浓度的盐类，如氯化钠、溴化钠等以及其它溶解盐，只是简单的将这些浓缩液排放到陆基脱盐工厂的周边水域，而将最终杀死这些周边海域中的海洋生物并破坏生态环境。此外，从陆基反渗透除盐工厂排放出来的浓缩液的密度大于海水密度，因而当他们以传统方式直接排放到工厂周围海域时，这些浓缩液就会沉积下来。
即使不考虑陆基反渗透海水除盐工厂附近海域海洋生物的存活和生态环境影响的问题，向陆基工厂附近的海域排放浓缩液的最终结果也会是提高了工厂进水的盐分从而污染反渗透系统中的膜。如果反渗透系统中的膜被严重污染的话，它就必须被更换并除去这些污秽物质。在极端的情况下，污秽物质无法清除，就只有丢弃这些膜。
上述因素的结果是，由陆基反渗透除盐工厂生产出来的可饮用水成本巨大，并因处理排出物而产生重大的工程问题。因此，尽管全球的供水短缺，世界上也只有一小部分的供水是采取通过反渗透的方法来获取纯净水。因而，存在着这样一种需求，就是通过一种不会像陆基反渗透脱盐工厂那样产生工程学和环境学问题的脱盐技术来实现一种能连续、可靠的提供可饮用水的方法和系统。
已知的船载水质除盐系统是设计并运行于船载消耗用水，因而也是依照各种不同的海事标准进行设计和运行的。水质脱盐系统的海事标准相比于管理陆基脱盐工厂和系统的设计运行的标准要宽松一些，尤其是相较于美国、联合国和世界卫生组织所发布的标准。随着全球可饮用水缺乏的加剧，存在着减轻这种缺乏的需求。因此，存在着能够在海上为陆基消耗提供脱盐水的方法和系统的需求。而且，海上生产的脱盐水能够采用与管理设计和运行陆基脱盐水工厂、系统的规章、标准相一致的方式对脱盐水进行储存、维护和运输。

本发明克服了上述现有技术的不足并提供了一种供应水的系统、设备和方法。该发明中的一种系统可方便地用于供应可饮用水、食用水、和/或工业用水。
本发明中的系统中包含有船舶。该船舶包括其漂浮于海洋、湖泊、江河、海峡、海湾、江河口以及礁湖时用于水净化和/或除盐的系统、设施和方法。在该船舶上生产出的水可以通过运输船、管道、传送舱以及相似的方式输送到陆地。水在输送前是散装的方式和/或装载于集装箱中。水在输送前可以储存于生产船、伴随船、和/或其它存储方式中。
本发明中的方法是在船上生产出水并将这些水输送到陆地，包括可饮用水或生活、工业或农业用水。该方法还包括储存和/或包装这些水。
本发明中的设施包括船和关联的用于生产、输送、储存、刷新和/或包装这些水的设施。本发明的设施的实施例在此作详细描述。本发明中的系统和方法可以使用本发明中的设施和/或利用其它的设施或设备。
本发明的实施例可以采取广泛不同的形式。一个示范性实施例中，船舶包含有取水系统、反渗透系统、浓缩液排放系统、渗透液输送系统、电源和控制系统。取水系统包括进水和进水泵。反渗透系统包括高压泵和反渗透膜。浓缩液排放系统包括多个浓缩液排放口。渗透液输送系统包括输送泵。反渗透系统与取水系统相联通。浓缩液排放系统和渗透液输送系统与反渗透系统相连接。电源与取水系统进水泵、反渗透系统以及渗透液输送系统相连接。控制系统与取水系统、反渗透系统、浓缩液系统、渗透液输送系统和电源相连接。
在进一步的示范性实施例中，在漂浮结构上进行生产渗透的方法包括生产出向周边水域排放的浓缩液。浓缩液通过含有许多排放口的浓缩液排放系统进行排放。
在另一个示范性实施例中，一种系统包含有第一船舶，该船舶含有进行渗透生产的方法和将浓缩液与海水进行混合的方法，以及将渗入液从该第一船舶向陆基分送系统进行传送的方式。
另一示范性实施例中，一种由海洋环境提供减灾服务的系统包括第一船舶和向海岸输送脱盐水的方式。该第一船舶可用于生产脱盐水。
在另一示范性实施例中，一种在海洋环境下减轻船用脱盐系统(产出生渗入液和浓缩液)环境影响的系统包括一种调整由船体向周围水域排放的浓缩液中盐分指标的方式，和一种将浓缩液温度调整到与船体周边水域温度相当的方式。
在另一示范性实施例中，一种方法包括提供可操作的用于产生渗入液以及混合浓缩液的第一船舶，以及从该第一船舶向陆基分送系统输送该渗入液。
在进一步的示范性实施例中，一种向受灾区域提供救济的方法，包括提供可用于生产脱盐水以及将脱盐水向海岸输送的第一船舶。该第一船舶包括第一排水量。
在进一步的示范性实施例中，一种减轻脱盐水(该脱盐水的处理过程产生出渗入液和浓缩液)环境影响的方法包括降低浓缩液中盐分的含量，以及将浓缩液温度调整到与船体周边排放浓缩液的水域温度相当。
在进一步的示范性实施例中，一个系统包括船舶，该船舶包括产生能量的装置以及从该船舶向陆基分送系统输送能量的陆基装置。
在进一步的示范性实施例中，一个系统包括可用于生产脱盐水的船舶，从该船舶向陆基分送系统输送脱盐水的装置，以及从该船舶向陆基电力分送系统输送电力的装置。
在进一步的示范性实施例中，船舶包括船体，该船体包括第一表面和第二表面，产生脱盐水的装置，将浓缩液与海水进行混合的装置，以及存储该脱盐水的装置。该存储水的装置包含有一个放置在所述船体内的水箱。该水箱包括第一表面和第二表面。该水箱的第二表面与该船体的第一表面相分开。
在进一步的示范性实施例中，一种方法包括提供可用于产生能量的船舶，以及将能量从该船舶向陆基分送系统传送。
在进一步的示范性实施例中，一种方法包括提供可用于生产脱盐水及发电的船舶，将该船舶生产出的脱盐水向陆基分送系统输送，并将该船舶产生的电力向陆基电力分送网络传送。
在进一步的示范性实施例中，一种方法包括生产脱盐水、将浓缩液与海水进行混合、将脱盐水存储于水箱中。该水箱放置于一艘船舶的船体内，该船体包括第一表面和第二表面。该水箱包括第一表面和第二表面。水箱的第二表面与船体的第一表面相分开。
本发明的一个优点是可用于克服水源缺乏。
本发明的另一优点是提供一种比陆基脱盐设备花费更少的海上脱盐设备。
本发明的另一优点是提供一种更加安全的脱盐设备。
本发明的另一优点是减轻脱盐设备周围的环境影响。
本发明的另一优点是可以向脱盐设备周围的水域排放盐分含量与其相当的浓缩液。
本发明的另一优点是向脱盐设备周围的水域排放温度与其相当的浓缩液。
本发明的另一优点是在世界上任何地方向海岸以及海洋场所提供大量的脱盐水，或通过分送系统向水体所在地的远处提供脱盐水。
本发明的另一优点是向受灾区域提供救济。
本发明的另一优点是提供可移动的脱盐水的生产和储存。
本发明的另一优点是可以将陆地基础设施的建造减到最少。
本发明的另一优点是提供一种建造时间比陆基脱盐设备更少的脱盐设备。
本发明的另一优点是提供一种可以移动并避免自然灾害和灾难的脱盐设备。
本发明的另一优点是可以传送紧急供应和预包装的水。
本发明的另一优点是可以补救蓄水层和湿地。
本发明的另一优点是可以提供一种联邦战略水储备系统。
本发明的另一优点是提供一种可贸易与可运输的剩余水。
本发明的另一优点是提供一种可更新和可修改的模式化水厂设计。
本发明的另一优点是可以向能源紧缺地区提供电力。
本发明的另一优点是在从船上卸载脱盐水时发电并输送电力到海岸上。
本发明的另一优点是可以通过更换不同规模的船和/或工厂而向某地提供不同总量的脱盐水。
本发明的另一优点是可以根据需要而重新定位入水口和/或排放浓缩液的位置。
本发明的另一优点是按照陆基脱盐系统和工厂的标准和要求在船上进行脱盐水的生产、储存和保存。
本发明的另一个优点是能够减少或消除将含有被排放的浓缩液吸入到取水系统当中。
附图说明
附图作为本申请文件的一部分，有助于阐述本发明中的实施例。附图中，相同的数字编号在全文中用于指示相同的元素。
图1A是本发明中一个实施例中所述船舶的侧视图。
图1B是图1B中船舶的平面图。
图2是本发明一个实施例中的系统的示意图。
图3是图1A中船舶的仰视图。
图4是本发明另一实施例中所述船舶的侧视图。
图5A是本发明一个实施例中脱盐装置的透视图。
图5B是图5A中沿I-I线的固定筛的剖面图。
图6A是本发明另一实施例中所述船舶的侧视图。
图6B是本发明另一实施例中所述船舶的侧视图。
图7是本发明另一实施例中所述船舶的前视图。
图8是本发明一个实施例中所述系统的示意图。
图9是本发明一个实施例中所述混合槽的透视图。
图10是本发明另一个实施例中所述船舶的俯视图。
图11是本发明另一个实施例中所述船舶的俯视图。
图12是本发明另一个实施例中所述船舶的侧视图。
图13是本发明一个实施例中所述系统的示意图。
图14是本发明另一个实施例中所述系统的示意图。
图15是本发明另一个实施例中所述系统的示意图。
图16是本发明另一个实施例中所述系统的示意图。
图17是本发明另一个实施例中所述系统的示意图。
图18是本发明另一个实施例中所述系统的示意图。
图19A是本发明一个实施例中所述船舶的俯视图。
图19B是图19A中沿I-I线的剖视图。
图20A是本发明一个实施例中所述方法的图表。
图20B是图17A中所述方法的另一个实施例的图表。
图20C是图17A中所述方法的另一个实施例的图表。
图21是本发明另一实施例中所述的方法。
图22是本发明另一实施例中所述的方法。
图23是本发明另一实施例中所述的方法。
图24是本发明另一实施例中所述的方法。
图25是本发明另一实施例中所述的方法。
图26是本发明另一实施例中所述的方法。
图27是本发明另一个实施例中所述船舶的侧视图。
图28是本发明另一个实施例中所述船舶的侧视图。

本发明提供了生产水的系统、方法和设备。
本发明的系统的一个实施例中包括：生产水的船舶和生产出的水分配到最终用户的分配系统。该分配系统包括泵送、管送、存储、运输和包装或用于将船上所生产出的水进行分配的设备。
本说明书中，除非特别指明，所有用于表述成分数量和反应条件等的数字都被理解为“大约”。同样，除非有相反的说明，在以下说明书中的数值参数是近似值，它们可以根据本发明寻找获得的期望特性而改变。丝毫不限制等同理论对权利要求范围的运用，每一数值参数应当至少被解释为根据报道的有效位数的数量并适用常规的取舍法。
尽管阐述本发明广泛范围的数字范围和参数是近似的，但在具体的例证中的数值是尽可能地准确。当然任何数字值都会因不同的测试方法的标准偏差而不可避免地包括一定误差。此外，这里公开的所有范围都应被理解为任何数值和包含于其中的附属范围以及这些端值之间的每一数字。例如，所述的范围是1″到10″，就应理解为包含在最小值1到最大值10之间(以及其本身)中的任何数值和所有附属范围；也就是说，所有从最小值1或之上开始的附属范围，如1到6.1，以及所有终止于最大值10或之下的附属范围，如5.5到10，以及任何起始于该端点之间的数值范围，如2到9、3到8、3到9、4到7等，最后还包括该范围内的每一个数字1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。此外，象任何提及“此处相关的”都将被理解为与其全体相关。
还应注意，本说明书中的单数形式“a”、“an”、“the”都包括复数的指示物，除非指明或明确限制为一个指示物。
本发明的实施例包括从海水、盐水和/或被污染的水中提取脱盐水的系统、方法和设施。所述的用于脱盐水的系统、方法和设施可依照陆基脱盐水工厂和系统的通常标准和要求在海船上得以操作和实施。此处所述的发明并不局限于在海船上面应用，仅仅是一个实施例而已。
依照附图特别是图1和图2，本发明提供的船舶101包括：一套水质净化系统200，该系统包括一个包括进水口202和进水泵203的取水系统201；一套包括高压水泵205和反渗透膜206的反渗透系统204；一套包括多个浓缩液排放口的浓缩液排放系统207；一套包括输送泵209的渗入液输送系统208；电源103；以及控制系统210。
该反渗透系统204与取水系统201相连接，同时浓缩液排放系统207以及渗入液输送系统208与反渗透系统204相连接。电源103与取水系统201、反渗透系统204和渗入液输送系统208相连接。控制系统210与取水系统201、反渗透系统204、浓缩液排放系统207、渗入液输送系统208和电源103相连接。
术语“连通”或“连接”的意思是以直接、间接或可操作的方式，通过机械、电子或其他形式进行接触、结合或连接。
取水系统201给高压水泵205供水，高压水泵205将水输送穿过反渗透膜206，并在反渗透膜206的高压侧产生出浓缩液。浓缩液通过浓缩液排放系统207中的多个浓缩液排放口排放到船舶101周围的水域。在反渗透膜206的低压侧产生出渗入液并通过渗入液输送系统208输送出船舶101。
船舶101还包含一套与电源103相连接的推进装置102。独立的电源分别向取水系统201、反渗透系统204、渗入液输送系统208和推进装置102提供电源。例如，进水泵203、高压水泵205、渗入液输送水泵209可以分别与一套独立的电源相连接。船舶101既可以是一艘自推进船、系泊、拖弋、推进或综合的驳船，也可以是这些船的船队。船舶101可以是有人驾驶的或无人驾驶的，船舶101既可以是单体船也可以是双体船。
在一个替换实施例中，同一电源可以向两个或多个取水系统201、反渗透系统204、渗入液输送系统208和推进装置102的联合体提供电源。例如，高压水泵205的电源来自于受船体推进装置，如船的主引擎驱动的发电机。在这一实施例中，递升的齿轮力隔离或传输被安装在主引擎和发电机之间以获取所需的同步转速。更进一步，另一位于推进装置和主引擎之间的偶合器使主引擎在船舶停止前进时驱动发电机。此外，独立的电源(未示出)，如柴油机、蒸汽或燃气涡轮机或它们的联合体可以向反渗透系统204、推进装置102或同时向两者提供动力。
另一实施例中，水质净化系统200有一套专用的电源供应，并且不与任何船舶101的推进装置相连接。
另一实施例中。浓缩液排放系统207的多个浓缩液排放口可以作为船舶101的辅助推进设施或单独的推进设施。部分或全部浓缩液可被传送到推进机用于空转或用于紧急情况下的推进。
另一实施例中，功率源可以包括电力驱动的风车或水力推进器，其通过气流或水流发电并向水质净化系统或船的操作提供电源。
取水系统201能够提取船舶周围水域的水体并提供给反渗透系统204。在一个实施例中，取水系统201的进水口202包括在船体水线以下的一个或多个孔洞。进水口202的一个例子是海底柜。水通过包含有一个或多个孔洞的进水口202进入船舶，并经过进水泵203被提供给反渗透系统204的高压水泵205。
反渗透系统204包括高压水泵205和反渗透膜206。反渗透膜是一种复合结构，其一种广泛的应用形式包括两层复合聚合树脂膜来共同规定盐的通路。在这一步骤中，预处理原水被压过对水的渗透和盐类的渗透具有不对等半渗透的屏障。加压给水依次通过一排含有单独反渗透膜元件的压力容器，并在此被分为两股处理水流，渗入液和浓缩液。这种分离发生于给水流从膜的入口到出口之时。给水首先进入平坦空间的管路并流经膜的表面，一部分水渗过了膜的屏障。未滤过的水沿膜表面平行的方向流出该系统。浓缩液之所以被这样命名，是因为其中含有被膜所拒绝通过的浓缩的离子。浓缩液也被用于维持通过隔膜元件的由给盐水沟间隔装置产生的紊流的最低交叉流速。本发明中的反渗透膜种类仅仅局限于其对水和/或周围水域的污染物的兼容性。
在运行中向反渗透膜206输送原水的高压水泵205包括任何一种能够产生输送原水穿过反渗透膜206所必须的水压的水泵。
在一个实施例中，船舶101中可以含有多套反渗透系统104，也称为链。这些反渗透系统可以安装在船的甲板105上。这些反渗透系统104也可以安装在船舶101的其它部分上。这些反渗透系统104也可以被多级安装。例如，多套反渗透系统104中的每一反渗透系统可以被安装在分立的容器之中。几套反渗透系统可以相互重叠放置以优化船舶101的甲板105的利用，并降低建造船舶101的水质净化系统的时间和费用。这些反渗透系统104最好是平行安装，但其它配置方式也可以。
渗入液输送系统208能够将产生的渗入液传输到传送装置中，例如拖驳船或油轮。在一个实施例中，渗入液输送系统208能够在船舶101和输送船装置在行进当中将产生的渗入液传输到传送装置中。渗入液输送系统208同样适于将渗入液通过管道连接而向传送系统中进行输送渗入液。
控制系统210包括任何一种能够控制取水系统201、反渗透系统204、浓缩液排放系统207、渗入液输送系统208和船舶101上的电源103操作的系统。控制系统210视船舶101的需要而置于合适的位置。控制系统210进一步包括任何可以控制船舶101运行的系统。在一个实施例中，控制系统可以包括一个处理器发出各种运行指令来操作船舶101以及水质净化系统200。一种特殊的控制系统可以应用Auspice Corp.公司的TLX软件，尽管其它的系统可被包括在设计如可编程逻辑控制(PLC)系统。
通常，处理器与控制系统210相连接。适合的处理器包括，例如，可用于处理输入、执行运算法则并产生输出的数字逻辑处理器。该处理器可包括一个微处理器，一个特定用途集成电路(ASIC)，和一个状态机。该处理器包括或能用于和媒体连接，例如，计算机可读媒体，这种媒体在受控于处理器时可以存储指令，促使处理器执行所述的运算和辅助步骤。
一个计算机可读形式的媒体的实施例包括一种可用作处理器的电、光、磁或其它存储或转换装置，如具有计算机可读指令的网络服务器。另一种适当的媒体包括但并不局限于：软盘、CD-ROM、磁盘、存储器片、ROM、RAM、ASIC、配置的处理器、所有光学媒体、磁带及其它磁性媒体、或其它任何计算机处理器可读的媒体。同时，还包括各种可转换和携带计算机指令的计算机可读形式的媒体，包括路由器、私人或公共网络，或其它发送装置或信道。
在一个实施例中，控制系统210包括一个可用于控制物理接入该控制系统210的安全系统。在另一个实施例中，控制系统210包括一个可用于控制物理接入该控制系统210的网络安全系统。
浓缩液排放系统207被设置成可以增加排放到周边水域中的浓缩液中混合物含量。浓缩液排放系统中的排放口可以设置在船舶101的水线之上或之下。
参照附图3，在一个实施例中，浓缩液排放口的设置方式是，从排放口排放的部分浓缩液可以通过船舶101的推进装置与船舶101周围的水体相混合。
在一个实施例中，含有多个反渗透系统，独立的浓缩液排放系统分别与每一个反渗透系统相连接。
参照附图4，另一实施例中含有多个反渗透装置，从各个反渗透系统中排放出的浓缩液被浓缩液排放系统207收集在一个或多个纵向定位的多种管线、结构箱形架或管道中。沿船舶101的多个间隔，多个排放口401使浓缩液沿船舶101长度的实体部分排放。
参照附图5，在另一个浓缩液排放系统207的实施例中，每一排放口与一个用于辅助混合的具有发散导向孔隙502的固定筛507相结合。具有突出到孔隙的格栅的孔隙也同样适于帮助混合。
另一实施例中，浓缩液排放系统207的浓缩液排放口以类似于F-15喷气式战斗机的喷气排射口的方式被配置，因而排放口能变换其圆周也能变换浓缩液流的方向。
海水的温度随着水深而降低。温度范围由海面的30℃变化至海底的-1℃。海洋中那些一年一度改变表面热量的区域中，具有一层在夏天温度会上升的浅的风混流层(wind-mixed layer)。风混流层几乎是等温的，其位于海面下方10到20米的深度。在风混流层之下，水温会随深度急剧下降而形成季节性的、在垂直方向上温度急剧变化的温跃层(thermocline)。冬天，寒冷与增大的风力在海洋表面相混和，对流发生逆转与混和，从而消除季节性的温跃层并加深风混流等温层的深度。季节性温跃层在夏天的温度下可以得以恢复。在风混流层与季节性温跃层的深度之下，永久性温跃层将海水分隔成温带区域与亚极地区域。永久性温跃层存在于海面下200米至1000米的深度。在这层永久性温跃层之下，水温非常缓慢地向海底温度降低。
海洋中的温跃层区域能够减少温跃层之上的海水与温跃层之下的海水之间的混和。而且，处于温跃层区域内的海水也不会迅速与处于温跃层之上或之下区域的海水进行混和。
此处所言之“温跃层”系指某层海水的温度梯度，在这一区域内，水温随水深的降低幅度比该区域之上或之下的海水温度变化大。
参照附图6A，在一个实施例中，当船舶101系泊时，浓缩液排放系统207可以包括一个部件601从船舶101的船体向下部延伸，并且在该部件601上有多个排放口602。基于各种因素，如水深、水温、水流及周边生态系统，部件601可以延伸至不同的深度以取得将浓缩液与周边水域进行最佳混合的效果。
在一个实施例中，部件601可以从船舶101中以机械的方式放下或缩回，例如水压机。作为选择，可以以其它适当的方式放下或缩回部件601，如同常规的海上钻探操作一样。另一实施例中，部件601具有足够的质量和/或密度以至于能不借助于机械的帮助而被从船舶601下放到理想的深度。该部件601通常需要以机械的方式缩回到船舶101当中。
在另一个实施例中(未图示)，排放部件601上整合有吸气器，周边水域中的水可通过该吸气器而被吸入部件601之中。进入部件601之中的浓缩液流导致压力降低(文氏管效应，Venturi effect)，从而将周边水域中的水吸入并与待排放的浓缩液相混和。最终混合物通过多个排放口602被排放。
参照图6B，取水系统201的进水口202包括海水吸入箱(sea chest)，排放口602设置于部件601上，这样每一排放口602相对于进水口202来说都置于温跃层区域640之中或之下。这样的结构能够降低或消除将排放的浓缩液取入到水质净化系统200的机会。在进水口202包括船壳上的孔隙并且船舶101的吃水深度小于周边水域的风混流等温层表层深度的实施例中，部件601能够向下延伸到季节性温跃层之中或之下，其中多个排放口置于季节性温跃层之中或之下。例如，载重吨位小于200,000的船舶的吃水深度通常都不到20米，这也不能达到等温风混流层的深度。将海水吸入箱设置在船舶101前部的水线之下，将会有利于从等温风混流层吸入海水。
参照附图7，在另一个实施例中，浓缩液排放系统207包括部件701，该部件具有多个浓缩液排放口702，部件701通过支撑浮筒或挂有浮筒的悬链而漂浮于水面上，或部件701本身就具有悬浮能力。
在另一实施例中，浓缩液排放系统207中的每一排放口都被安装在散射装置上从而这些排放口可以在一个完整的半球范围内移动。该散射装置包括一个万向接头，一个旋转轴承、一个万向节、一个球以及一个球窝，或其它本领域技术人员所熟知的类似装置。尽管这些浓缩液排放口可能摆动或发生位移，浓缩液也能均匀地分散到周边海域中去。
另一实施例中，浓缩液排放系统207还包括一个水泵以增加通过排放口排放之前的浓缩液的水压。
在另一实施例中，船舶101还包括一个与电源排放相连接的热量恢复系统、取水系统201、控制系统210以及反渗透系统204。该热能恢复系统可利用一个或多个电源所产生的热能来加热通过反渗透系统膜206之前由取水系统201中输入的水。
在另一实施例中，船舶101还包括一个与反渗透系统204和浓缩液排放系统207相连接的热量交换系统。该热交换系统包括一个热交换器和一个冷却系统。该热交换系统用于将浓缩液的温度降到或大约为船舶101周边水域的温度。相比较于进水，浓缩液的温度通常比较高，在反渗透系统204和浓缩液排放系统207之间安装了热交换系统之后，带来的好处在于降低或消除了可能因排放较高温度浓缩液而导致的对周边生态环境的影响。在另一实施例中，热交换系统还与船舶101上的其它系统相连接。
参照附图8，另一实施例中，水质净化系统包括，含有进水口202和进水泵203的取水系统201，储水槽830，预处理系统840，含有高压水泵205和反渗透膜206的反渗透系统204，浓缩液排放系统207，含有渗入液输送泵209的渗入液输送系统208，能量恢复系统810以及渗入液存储槽220。该能量恢复系统810可用于将与浓缩液压力相关联的能量恢复或转换成为电能。
储水槽830与进水泵203以及预处理系统840相连接。预处理系统840与储水槽830和高压水泵205相连接。能量恢复装置810与反渗透膜206的高压侧、高压水泵205以及浓缩液排放系统207相连接。
在一个实施例中，预处理系统840包括至少一套碎片预过滤系统、一个蓄水池和一个调压槽。碎片预过滤系统用于确保稳定、长期的反渗透系统的运转以及膜的寿命。该碎片预过滤系统可以包含净化、过滤、超滤、pH值调整、去除游离氯离子、防止水垢滋长以及5微米过滤筒。
在一个实施例中，预处理系统840包含有多个预处理系统(未示出)。在温暖、清洁的水源情况下，通常一个预处理系统就能满足。然而低温度的冰冷原水(以及多污染物的原水)情况下就可能需要进行多级预处理。由于船舶101可为预定场所订制，并带有单一的预处理系统840，为船舶101提供了多个预处理系统可以使船舶101在全球各种广泛的环境条件下运行。船舶101的这样一种实施例可以增强政府的或联合国的危机或灾害响应计划灵活性，因为灾害发生的地点以及环境状况不能轻易得以预测或进行充分的计划安排。
能量恢复系统810是用于恢复或转换与浓缩液压力相关联的能量。能量恢复系统810的例证包括涡轮装置。恢复的能量可用于消除高压水泵205的行程，用以协助两级水净化系统的级间推进，或用于发电。
另一实施例中，船舶101还包括安装在船舶101及船舶101的船体上的任何移动机械设备相连接的一个或多个噪音和/或震动消减装置。这些机械装置包括但并不局限于动力源、高压水泵、输送水泵以及进水泵。噪音消除装置可以包括本领域技术人员所熟知的任何隔离、悬浮或减震器。噪音消减装置还可以包括本领域技术人员所熟知的任何噪音消除技术。噪音消除装置可以包括一个壳体内含有经精密加工的材料或机器从而当机械装置运转时所发出的喀喀声能得以降低。
在另一个实施例中，船舶101还包含如套装在管道外表面的噪音和/或震动消减装置用以消减流体流经船舶管道所产生的震动。管道套装能降低因水在管道中的流动的速率而产生的噪音。噪音消减装置可以减少由船舶101的壳体传送而来的噪音或震动，从而降低对水下或海洋生物的干扰。例如，噪音消减装置可以降低对鲸鱼之间通过声音进行联系的干扰。而且，噪音消减装置可以降低噪音对船员听力的损伤。
一起参照附图9到12，在另一实施例中，船舶101还包括一套与反渗透系统204和浓缩液排放系统207连接的混合系统。该混合系统可以将浓缩液在排放前与直接取自于周围水域的水进行混合。该系统用于在浓缩液排放前对其进行冲淡和/或冷却。
参照附图9，在一个实施例中，混合系统包括包含浓缩液入口910和出口915的混合水槽905，包括进水口、泵、一系列隔板925的混合水取水系统920，包括多个孔隙935的混合隔板，水进入到混合水取水系统920(即本水)，浓缩液被强制通过混合隔板并在流入排放系统207前进行混合。可以通过选择孔隙935的尺寸、形状和数量来达到将本水与浓缩液进行混合的最佳效果。孔隙935可以降低流体流经混合隔板930时的紊流。混合隔板930从混合水槽905的一端向另一端延伸。邻近的隔板连接到混合水槽905的相对立边上。隔板以交错的方式排列，因而每一隔板925的一部分与邻近的隔板925相重叠。流体在流经格栅930流入浓缩液排放系统207之前必然要流经一个旋绕的路径。
在另一个实施例中(没有图示)，该混合系统包括一个含有浓缩液入口和出口的混合槽，一个包括进水口、泵以及任何可以从浓缩液和本水形成充分类似混合物的装置的混合水取水系统。该装置的例证包括高速短桨搅拌器和静止混合器。
在将浓缩液与本水进行混合之后，水质净化系统200就可以将冲淡后的浓缩液排放到周边水域之中。例如，如果周边水域内总不溶物(TDS)的含量是30000毫克/升，水质净化系统能得到50％的渗入液，那么浓缩液中总不溶物(TDS)的含量将是60,000毫克/升。将本水与浓缩液混合之后，冲淡后的浓缩液内TDS含量将介于30,000和60,000之间。
另一个实施例中，进入到混合槽中的淡化水内TDS的含量是低于周边水域中TDS含量的。这种淡化水的例证包括但并不局限于，从反渗透系统中得到的渗入液以及从本船上或别的船上收集来的雨水。
另一个实施例中，混合系统中的进水口就是取水系统201中的进水口202。在另一实施例中，混合系统的进水口是独立的进水口。隔板可以以水平、横向或纵向排列。
参照附图10、11和12，在一个实施例中，船舶101上的混合系统中的混合槽905内包括柄109。如图10所示的一个实施例，隔板925呈横向排列。如图11所示的一个实施例中，隔板925呈纵向排列。如图12所示的一个实施例中，隔板925呈水平排列。
再次参照附图1A，在另一实施例中，船舶101还包括设有为渗入液设置的控制孔109的渗入液存储槽，该存储槽与反渗透系统204以及渗入液输送系统208相连接。另一实施例中，船舶101还包括与渗入液存储槽相连接的包装系统110。该包装系统110包括带有供应管路的抽水泵用于将渗入液抽出渗入液存储槽。包装系统110可用于渗入液分送系统基础设施受到破坏或不能正常工作的紧急情况。
另一实施例中，船舶101上的水质净化系统200还包括与反渗透系统206的低压侧以及渗入液输送系统209相连接的渗入液处理系统。在一个实施例中，该渗入液处理系统包括腐蚀控制系统。另一实施例中，该渗入液处理系统包括渗入液消毒系统。另一实施例中，该渗入液处理系统包括渗入液调整系统用于调整渗入液的味道特性。另一实施例中，该渗入液处理系统包括腐蚀控制系统、渗入液消毒系统和渗入液调整系统。另一实施例中，该渗入液处理系统可以选择性地安装在渗入液输送系统208的后端。例如，见本说明书中下面的一个关于陆基分配系统1330实施例所述。
在另一实施例中，船舶101包括多套反渗透系统104，该船舶101具有每日生产渗入液5,000到450,000立方米(每日大约1百万到100百万加仑渗入液)的能力。在另一实施例中，船舶101的产水量视所用船舶的应用和尺寸而定。
在另一个实施例中，船舶101的载重吨位(dwt)在10,000到500,000之间。在另一实施例中，船舶101的载重吨位在30,000到50,000之间。在另一实施例中，船舶101的载重吨位在65,000到80,000之间。在另一实施例中，船舶101的载重吨位为120,000。在另一实施例中，船舶101的载重吨位在250,000到300,000之间。在另一实施例中，船舶101的载重吨位取决于该船如何应用，最小也能得以让该船能浮于水面、和/或期望的船舶101的生产能力。
除了使用反渗透方法净化水之外，船舶101还可以装备其它能将水脱盐或净化的技术设备。如可以装备多级闪蒸设备、多效蒸馏设备或机械蒸汽浓缩蒸馏设备。
参照附图27，在船舶101处于系泊状态的实施例中，取水系统201包括由船舶101壳体延伸出的进水部件2701。在进水部件2701的远端具有进水口2702。在个别的实施例中(未图示)，进水部件2701可以包含多个进水口2702，且这些进水口2702可置于除进水部件2701远端之外的其它位置。在另一个实施例中，进水部件2701延伸入温跃层区域2740之中或之下，而浓缩液排放口置于温跃层区域2740之上。
参照图28，在船舶101处于系泊状态的实施例中，取水系统201包括由船舶101壳体延伸出的进水部件2801。在进水部件2801的远端具有进水口2802。在个别的实施例中(未图示)，进水部件2801可以包含多个进水口2802，且这些进水口2802可置于除进水部件2801远端之外的其它位置。图28中的船舶101还包含由船舶101壳体向下延伸的具有多个排放口2852的浓缩液排放部件2851。进水部件2801延伸入温跃层区域2840之中或之下，这样进水口2802就置于温跃层区域2840之中或之下。而且，浓缩液排放口2852置于温跃层区域2840之上。另一实施例中(未图示)，进水口2802与浓缩液排放口2852的位置可以互换，这样进水口2802位于温跃层区域2840之上，此处正是多个浓缩液排放口2852所处的位置。
浮游生物是海水和淡水生态系统的生产基础。浮游生物的类植物群落被称为浮游植物，类动物群落被称为浮游动物。众多的浮游植物都是浮游动物的食物。海面以下5到10米是浮游植物生长的最佳区域。由于阳光很难照到海面以下20米，大部分浮游植物都生长于海面以下20米之上。
由于浮游植物是大部分生态系统以及海洋的根本，本发明的一个实施例就旨在于降低因将浮游生物吸入水质净化系统而带来的生态破坏。特别地，该系统可在不同的深度将海水吸入到取水系统中从而减少浮游生物的吸入。在一个实施例中，取水系统可在水深10米以下的深度进水。载重吨位为100,000的船舶的吃水线至少是10米。对吃水线大于10米的船舶来说，位于船壳最低处的海水吸入箱所吸入的水都在10米之下，这样即潜在地降低了将浮游生物吸入到水质净化系统的可能性。
另一实施例中，取水系统可吸入10米以下深度的水。图27与图28所示的进水部件(2701、2801)都可吸入10米以下深度的水并降低将浮游生物吸入到水质净化系统的可能性。
另一实施例中，船舶和水质净化系统可允许操作人员选择是采用的海水吸入箱或进水部件来将水吸取到水质净化系统之中。操作人员可基于船舶周边水域温跃层的位置与深度以及特定深度下浮游生物的总量来选择是采用海水吸入箱还是进水部件来进水。在其它实施例中，船舶装备有仪器及传感器，使得操作人员可以探测到周边水域中温跃层和/或浮游生物群落的存在以及深度。此外，如果探测到有大量浮游生物，这些仪器及传感器能辅助操作人员将船舶航行到含有少量浮游生物或具有温跃层的区域，以最优化降低在水净化系统取水水域排放浓缩液的混和。
参照附图23，在另一方面，本发明提供了一种在水面浮动结构体上生产渗入液的方法2301，该方法包含如下步骤：在生产出渗入液的同时产出浓缩液2310；通过包括多个排放口的浓缩液排放系统向周边水域排放浓缩液2320。
在方法2301的另一实施例中，生产渗入液的步骤包括：用水泵将水加压通过反渗透系统，该系统包括高压水泵和过滤单元，该过滤单元包括反渗透膜，浓缩液在反渗透膜的高压侧产出。
在另一实施例中，方法2301还包括如下步骤：该浮动结构体在行驶在水面的同时排放浓缩液。
在另一实施例中，方法2301包括：将待净化的水用水泵加压送到平行配置的多套反渗透系统中。
在另一实施例中，方法2301还包括如下步骤：浮动结构体以充分的循环方式、振荡方式、直线方式或其它任何经测试的适于将浓缩液分散到周边水域或水流的方式在水中行驶。
在另一实施例中，方法2301还包括如下步骤：浮动结构体参照陆地相对地固定在某一地点，并具有由水流分散的浓缩液。
在方法2301的另一实施例中，多个浓缩液排放口布置于船舶上，使得被排放的浓缩液实体部分被该浮动结构体的推进装置与到周边水域进行充分混合。在方法2301的另一实施例中，这些浓缩液排放口可以设置在浮动结构体的水线之上或之下。在方法2301的另一实施例中，这些浓缩液排放口的设置方式可以使得浓缩液的排放成为该船体的一种辅助的或唯一的推进装置。
在方法2301的另一实施例中，该方法还包括如下步骤：在浓缩液被排放前与直接取自周边水域的水进行混合。
在另一实施例中，将浓缩液与直接取自周边水域的水进行混合的步骤包括：在通过这些排放口将浓缩液排放之前，将浓缩液和直接取自周边水域的水一起流过一系列隔板。隔板可以水平排列、横向排列或纵向排列。相邻的隔板连接在混合槽的相对面上。这些隔板以错列的方式排列，这样每一隔板的一部分都和邻近的隔板相重叠。在到达浓缩液排放系统前水和浓缩液通过回旋的路径流动。
在方法2301的另一实施例中，浓缩液与来自周边水域的海水在浓缩液排放部件中进行混合。来自周边水域的海水通过吸气器被吸入到排放部件之中，并在浓缩液流入排放部件之时形成吸力，浓缩液随后与吸入的水相混合之后再排放。浓缩液以加速与周边水域的水相混合的方式排放。
在方法2301的另一实施例中，多个浓缩液排放口的物理位置以能借助船体的推进装置而将浓缩液与周边水域进行混合的方式设置。
在方法2301的另一实施例中还包括：多个反渗透系统，一套独立的浓缩液排放系统与每一反渗透系统连接。
在包括多个反渗透装置的方法2301的另一实施例中，从各个反渗透系统中排放出的浓缩液被收集到一个或多个纵向定位的分支管线、结构箱形梁或管道。沿浮动结构体以一定间隔布置，多个排放口使得浓缩液在浮动结构体长度的实体部分部分上进行排放。
在方法2301的另一实施例中，每一浓缩液排放口与一个设计用于帮助与周边水体混合并具有发散定位孔隙的固定筛相结合。具有突出孔隙的隔板也可用于帮助混合。
在方法2301的另一实施例中，浓缩液排放口的设置方式类似于F-15喷气式战斗机的喷气喷，使得排放口能变换其圆周也能变换浓缩液流的方向。
在方法2301的一个实施例中，当浮动结构体系泊或固定时，浓缩液可以通过一个从船体向下部延伸的部件或越过船体边并在该部件上带有多个排放口进行排放，。基于各种因素如水深、水温、水流及周边生态的不同，部件可以延伸至不同的深度以取得将浓缩液与周边水域进行最佳混合的效果。在另一实施例中，具有多个浓缩液排放口的部件通过支撑浮筒或挂有浮筒的悬链而漂浮于水面上，或该部件本身就具有悬浮能力。
方法2301的另一实施例中，每一个浓缩液排放口可被安装在散射装置上从而这些排放口可以在一个完整的半球范围内移动。该散射装置可以包括万向接头、旋转轴承、球和球窝、或其它本领域技术人员所熟知的类似装置。通过这些浓缩液排放口的摆动或移动，浓缩液能均匀地分散到周边海域中去。
在方法2301的另一实施例中，浓缩液在通过多个浓缩液排放口排放之前可被进一步加压。
图13是本发明一个实施例的示意图。图13所示的系统1301通常包括：第一船舶1310和将渗入液从第一船舶1310输送到陆基分配系统1330的装置。术语“陆基”，“陆上”，“岸基”以及“在岸上”指永久或完全设置于岸上或陆地的系统和结构。这些系统的一部分或某些组成体可被离岸设置于水中、离岸的结构体中、水面上、系泊或锚泊于海床上。
第一船舶1310包括用于生产渗入液的装置。在一个实施例中，渗入液生产装置包括水质净化系统(此处将具体描述)。其它结构也可以应用。其它用于生产渗入液的装置可用于别的实施例中。
通常，第一船舶1310包括经改装的单壳体油轮。术语“改装的”通常是指经过重新构造以实现船舶原来未设计的功能。这里，船舶1310最初设计用于运送石油。同样，第一船舶1310也可以是由客户定制或定做的船舶。
第一船舶1310离岸固定并包括用于从周边海水生产渗入液的装置。典型地，该渗入液包括脱盐水。如下面将详细描述，该第一船舶1310还包括用于将浓缩液与海水混合的装置。尽管使用了术语“海水”，也可以理解海水可包括“清”水，如湖水或任何其它适宜作为原水的水源。比如，原水甚至可以包括从岸上输送到该第一船舶1310的进行脱盐或进一步处理的水源。经过前处理的或部分处理的水从而被净化更新。
在渗入液是脱盐水的情况下，浓缩液中通常都包括盐水。浓缩液中也可能含有其它杂质。其它杂质和总不溶物的存在取决于原水的来源。众所周知，某些水体比别的水体污染更严重，静止的水体和靠近岸边的水体通常比开放的水体中含有更多的污染物和总不溶物。
第一船舶1310典型包括载重吨位在大约10,000到500,000吨的范围内。在不同的实施例中，第一船舶1310的载重吨位分别大约是40,000、80,000或120,000。在另一实施例中，第一船舶1310的载重吨位在大约30,000到50,000之间。在另一实施例中，第一船舶1310的载重吨位在大约65,000到80,000之间。在另一实施例中，第一船舶1310的载重吨位大约是120,000。在另一实施例中，第一船舶1310的载重吨位大约在250,000到300,000之间。在另一实施例中，第一船舶1310的尺寸取决于其使用意向、控制设计以及该第一船舶所期望达到的生产能力。
渗入液生产装置的能力通常取决于该第一船舶1310的载重吨位。然而，渗入液生产装置的能力并不局限于由该第一船舶1310的壳体所构成的内部空间大小，该空间构成了该船舶的储油能力。
在一个实施例中，渗入液生产装置的一部分设置在第一船舶1310主甲板上。例如，渗入液生产装置的部件可以按照集装箱分类(参照图1A和1B)并彼此相互连接并与主甲板连接。都知道集装箱船上的集装箱就是在船体的主甲板上沿纵向堆叠几层高。
在另一实施例中(未图示)，推进装置102包括电机和与电源103连接的推进机，渗入液生产装置设置在第一船舶1310的主甲板下方。在一个进一步的实施例中，电源103也与渗入液生产装置相连接。使用电机和推进机来推进第一船舶1310的好处包括但并不局限于：可以优化第一船舶1310主甲板下部空间的利用并降低由第一船舶1310产生的噪音。将渗入液生产装置设置于第一船舶1310主甲板下部相对于将渗入液生产装置设置在第一船舶1310主甲板上或上方的好处包括但并不局限于：简化移动流体的水力系统，降低水泵的数量，降低运行成本，降低第一船舶1310的载重吨位，并在相同或相似产水量的情况下减小第一船舶的尺寸。
渗入液生产装置的部件可以用相似的方式排列以增加渗入液生产装置的产能，否则，就将受到第一船舶1310内部结构的限制。这样的船体结构还可以通过改装来按照预想的要求调整渗入液的产能。这样，渗入液生产装置的产能通常在大约每日一百万加仑到一亿加仑之间。其它的生产渗入液的装置可用于别的实施例中。同样，其它适当的结构也可应用。
如上所述，通常的渗入液生产装置典型包含反渗透系统。作为选择，其它适当的渗入液生产装置也可应用。在一个实施例中，渗入液生产装置可用于渗入液的连续生产。通常，当第一船舶1310相对于海岸1302运动的时候，第一船舶1310就可以将海水1303通过渗入液生产装置吸入处理。作为选择，通过应用吸水泵和其它已知的装置也可以在第一船舶1310相对于海岸1302没有运动的时候吸入海水1303。
相对于海岸1302运动，第一船舶1310可以是在航行中。术语“航行”的意思是第一船舶1310以自身的动力或另一艘船的动力作用下相对于海底的运动。然而，第一船舶1310即使其不在航行中也可以相对于海岸1302运动。第一船舶1310在系泊、锚定或漂浮的情况下也能相对于海岸1302运动。
如上讨论，第一船舶1310包括用于混合浓缩液的装置。如上面更详细的描述中，混合装置可用于冲淡浓缩液，同样如上面更详细的描述中，混合装置可用于调整浓缩液的温度以和第一船舶1310周边的水温完全等同。
在一个实施例中，第一船舶1310排放到其周边水体的浓缩液的温度与其周边水体温度基本相同。在另一实施例中，从第一船舶1310排放到周边水域的经冲淡的浓缩液中总不溶物的含量介于由渗入液生产装置得到的浓缩液中总不溶物的含量和周边水体中总不溶物的含量之间。此处，“完全等同”并不用于定量测定的比较，而是在对海洋生物或生态的影响上是没有质的差别的。从而，在实施例中，当向船体1310的周边水域直接排放浓缩液时，很少或没有显著的不良环境影响发生。其它恰当的结构和混合装置也可以应用。
一个实施例中，渗入液输送装置还包括第二船舶1320。第二船舶1320的载重吨位在大约10,000到500,000吨之间。在一个实施例中，第二船舶1320包括拖驳单元。在另一实施例中，第二船舶1320包括改装的单壳体或双客体油轮。
通常，第一船舶1310用于向第二船舶1320输送渗入液，第二船舶1320用于接收来自于第一船舶1310的渗入液。如后面的更详细描述，第二船舶1320用于将渗入液向陆基分配系统1330输送。在海上航行的船舶之间输送流体，特别是燃油是众所周知的。在第一船舶和第二船舶1310、1320之间输送渗入液，也就是脱盐水的转移也是利用相似的原理。当然，相比较于在两艘船舶之间的燃油转移，转移脱盐水时因输送管线的破坏、断裂或断开而产生的环境后果几乎可以忽略不计。
在一个实施例中，输送管线1315连接在第一船舶和第二船舶1310、1320之间。输送管线1315可以连接在第一船舶1310内的渗入液存储库和第二船舶1320内的渗入液存储库之间。支援船舶(未示出)在需要的情况下可以帮助在第一船舶和第二船舶1310、1320之间所进行的脱盐水传送。
通常，在第一船舶和第二船舶1310、1320之间的渗入液输送可在第一船舶和第二船舶1310、1320同时都相对于海岸1302运动的时候进行。作为选择，在第一船舶和第二船舶1310、1320之间的渗入液输送可在第一船舶和第二船舶1310、1320同时都系泊或锚定时进行。当第一船舶1310在向第二船舶1320输送渗入液的同时第一船舶1310可以持续进行渗入液生产。
在第一船舶和第二船舶1310、1320输送渗入液完成后，第二船舶1320可以将渗入液输送到海岸1302上的岸基分配系统1330，或可以输送渗入液到永久停放在码头1331、船坞(未示出)、河岸(未示出)或系船桩(未示出)的第三船舶。在一个实施例中，第二船舶1320驶入并停靠码头1331，渗入液从第二船舶1320向停靠在码头1331的第三船舶输送到管道系统1332。管道系统1332连接在陆基的分配系统1330上并向其输送渗入液。
陆基分配系统1330通常包括至少一个储水槽1333，泵站1336，和管线或管网1335。在一个实施例中，陆基分配系统可以包括位于单一水槽区域的或向海岸1302众多区域分配的多个水槽1333。管网1335将多个水槽1333相互连接。此外，管网1335可以与个别泵站(未示出)和/或终端用户(未示出)如工业或居民用户的供水相连接。
在一个可选择的实施例中，陆基分配系统1330可包括化学物质添加站(未示出)以调节水的多种质量参数。化学物质添加站可以按需要调节水的质量参数如：pH值、腐蚀控制和加氟反应。其它适合的水的质量参数也可通过该化学物质添加站进行调节。在一个实施例中，化学物质添加站设置在储水槽1333的上游。在另一实施例中，该化学物质添加站设置在化学物质添加站的下游及泵站1336的上游。作为选择，该化学物质添加站也可设置于其它适当的位置。
在一个可选择的实施例中，渗入液可以由第二船舶1320输送到陆基运输系统(未示出)并直接输送到终端用户或预备的储水设施。陆基运输系统可以包括多个罐车或货车运输网络(未示出)。陆基运输系统可以包括铁路或铁路网络。此外，路基运输系统可以是货车运输网络与铁路网络的联合体。
参照附图14，所示为一套可选择的渗入液输送装置。一个实施例中，渗入液可以直接由第一船舶1310向飘浮管线1415输送。浮动管线被用于输送石油是为人周知的。该浮动管线1415也可以类似的被设计成这种浮动管线。
浮动管线1415可以与永久性浮筒1404相结合。浮动管线1415可以用拖轮或其它辅助船舶从海岸1302被运送到浮筒1404。浮动管线1415可以用已知的有浮力的材料建造，或与漂浮物(未示出)沿其长度方向相结合。浮动管线1415可以漂浮在水面1303上。浮动管线1415也可以部分地淹没于水面1303之下。
另一个关于渗入液输送装置的可选择的实施例包括海底稳定管线(未示出)。该海底稳定管线与永久性浮筒1404相结合。该海底稳定管线主要放置在海底表面之下。该海底埋设管线通常被海底保护。该海底埋设管线可被埋设在海底表面以下几英寸。作为选择，锚定装置可被用于保护海底埋设管线。在另一个实施例中，海底埋设管线可以被不同的材料覆盖。其它结构和渗入液输送装置也可用于其它事实例。
海底稳定管线的首端可以放置在水面1303之上。海底稳定管线的首端与第一船舶1310相连接。海底稳定管线的末端最接近地被放置到陆基分配系统1330。在一个实施例中，海底稳定管线接近于首端的那一部分穿过永久性浮筒1404。在另一实施例中，海底稳定管线接近于首端的那一部分与永久性浮筒1404构成整体。
另一个关于渗入液输送装置的可选择性的实施例包含有一套深入海底的管道(未标明)。该深入海底的管道与永久性浮筒1404相结合。该深入海底的管道主要放置在水面1303之下并静置于海底。该深入海底的管道通常固定在海底的某一位置。该深入海底的管道可以被埋藏在海底表面几英寸。当然，锚定装置也可用于这些深入海底的管道。在另一实施例中，海底埋设管线可以被不同的材料覆盖。其它的结构和渗入液输送系统可以用于别的实施例中。
在系统1301的一个实施例中，第一船舶1310包括包装系统(未示出)用于包装渗入液。该包装系统可以包括一套船用罐装厂。作为选择，该包装系统还包括其它适当的包装方式，如大型塑料胆。如后面将要详细描述，经包装的渗入液可运送至岸上1302去救济那些遭受疾病困扰的地区。除了提供包装后的脱盐水外，第一船舶1310还包括救灾物质存储区，如食品、医药和衣物。
为支援第一船舶1310的运转，还可以有一支支援船队(未示出)。支援船队用于向第一船舶1310提供下列一种或多种支持：燃油、补给和供应品、维修和更换的材料和设备、人员以及空运能力。支援船队可以是单艘船或多艘船。
参照附图15，系统1501所示的是本发明中所述的由海上环境提供的救灾服务。在后面将有更详细的描述，系统1501用于向那些广泛的未经开化的、欠发展的或基础设置功能不全的区域提供紧急援助。而且，系统1501在岸上1302并不留下任何“足迹”。此外，系统1501可以移动并在无需等待时间和等候通知的情况下对多发展中的危机做出响应。这一点在系统1501进行全球巡行部署时显得特别重要。
系统1501包括第一船舶1510用于进行生产脱盐水。通常情况下，第一船舶1510生产脱盐水的速率在每日一百万加仑到一亿加仑的范围内。典型地，第一船舶1510包括有反渗透系统。在一个实施例中，第一船舶1510可以连续的进行脱盐水生产。
第一船舶1510可以包括经改装的单壳体油轮并具有第一载重吨位。第一载重吨位的范围包括大约在10,000到500,000吨之间。在另一实施例中，第一船舶1510的载重吨位大约在30,000到50,000之间。在另一实施例中，第一船舶1510的载重吨位大约在65,000到80,000之间。在另一实施例中，第一船舶1510的载重吨位大约是120,000。在另一实施例中，第一船舶1510的载重吨位大约在250,000到300,000之间。在另一实施例中，第一船舶1510的尺寸取决于其使用意向、控制设计以及该第一船舶所需要达到的生产能力。
第一船舶1510可相对于海岸1502做持续的移动。通常，当第一船舶1510相对于海岸1502移动的时候，第一船舶1510就可以通过反渗透系统将海水1503吸入到并处理。作为选择，应用吸水泵和其它已知的装置也可以在第一船舶1510相对于海岸1502没有运动的时候吸入海水。
为相对于海岸1502移动，第一船舶1510可以是在航行中。然而，第一船舶1510即使不在航行中也可以相对于海岸1502运动。第一船舶1510在系泊、锚定或漂浮的情况下可以相对于海岸1502做移动。
在系统1501的一个实施例中，第一船舶1510包括包装系统(未示出)用于包装脱盐水。该包装系统可以包括船用罐装装置。作为选择，该包装系统还包括其它适当的包装，如大型塑料胆。经包装的渗入液可运送至海岸1502去救济那些遭受疾病困扰的地区。除了提供包装后的脱盐水，第一船舶1510还包括有一个救灾物质存储区，如食品、医药和衣物。
系统1501还包括向海岸1502输送脱盐水的装置。在一个实施例中，该输送装置包括第二船体1520。该第二船体的载重吨位在10,000到500,000吨的范围之间。第二船舶1520可包括经改装的单壳体油轮。第二船体也可以包括拖驳单元。作为选择，其它适合的船舶也可以应用。
第二船体1520用于接收来自于第一船舶1510的脱盐水并将脱盐水输送到海岸1502。如上面的详述，第一船舶1510通过输送管道1515向第二船舶1520输送脱盐水。因而此处不再重复这一输送过程。在第一船舶和第二船舶1510、13520同时都相对于海岸1502移动的时候，第二船舶1520仍然可以接收来自第一船舶1510的脱盐水。
在一个可选择的实施例中，未经处理的或部分处理的原水可以从海岸1502，例如通过第二船舶1520输送到第一船舶1510进行处理或额外的处理(即更新原水)。水可以通过上述方式的反向程序从第二船舶1520输送到第一船舶1510。一旦第一船舶1510对这些来自海岸的水进行了处理或“更新”，第一船舶1510将这些脱盐后的或“更新”的水传送到第二船舶1520并输送到海岸1502。
一旦预期总量的脱盐水从第一船舶1510被输送到了第二船舶1520，第二船舶就可以将这些脱盐水运输到最接近的海岸1502。典型地，第二船舶1520将停靠码头1530。作为选择，第二船舶1520可以是一艘两栖交通工具，这种情况下，第二船舶1520就可以将脱盐水直接运送到海岸1502。在另一个可选择的实施例中，第一船舶1510或第二船舶1520可以通过停靠码头卸载或将其投到船外而利用潮汐的作用将这些经包装的脱盐水输送到海岸1502。
一个可供选择的实施例中，输送方式可以包括空投运送系统(未示出)。该空运系统在需要时为内陆运输提供比常规陆地运输方式更远和更迅捷的帮助。而且，海岸1502的某些区域只能以空运的方式到达。
在一个实施例中，该空中运输系统包括直升机(未示出)。该直升机可以降落或盘旋在第一船舶1510或第二船舶1520的上方。该直升机可以装满经包装的水或运送包装水的货盘。在另一实施例中，该空中运输系统包括水上飞机。该水上飞机可以直接装满经包装的水并将他们运送到内陆任何需要的地方去。其它的构造和运送方式也可应用于别的实施例。
系统1501除了可运送脱盐水之外还可以提供其它的救灾服务。如上面讨论，系统1501还可以提供食品(例如，快餐-MRES)、医药供应以及衣物。如上面讨论，系统1501还包括支援船队(未示出)用于向第一船舶1510提供下列一种或多种支持：燃油、补给和供应品、维修和更换材料、人员以及空运能力。支援船队可以包括单艘船或多艘船。而且，除了支援第一船舶1510外，支援船队在紧急情况下还可以向海岸1502派遣人员和提供其它紧急帮助。
参照附图16，所示的是用于减轻船舶1610上的水质净化系统在海洋环境下对环境的影响的系统1601。水质净化系统(未示出)产生出渗入液和浓缩液。该水质净化系统与上面所述的系统类似。作为选择，其它适宜的水质净化系统也可以被应用。典型地，产出的渗入液包括脱盐水，产出的浓缩液包括盐水。
在一个实施例中，系统1601还包括一套用于控制从船舶1610向周边水域排放的浓缩液内总不溶物含量的混合系统。如上面的详细描述，该混合系统用于冲淡浓缩液和/或调整由船舶1610排放出的浓缩液的温度。
在一个实施例中，系统1601包括用于排放浓缩液的装置。通常，浓缩液排放装置可用于将浓缩液在排放到周边水域之前与原水相混合。在另一实施例中，该浓缩液排放装置用于将浓缩液与含有的总不溶物低于浓缩液排放前的水体中总不溶物含量的水相混合。该浓缩液排放装置可以与上面所述的同样装置相类似。
在一个实施例中，该浓缩液排放装置包括固定筛或其它分散装置。例如，该固定筛可包括多个发散的孔隙。另一例证中，该固定筛在其空隙上还设置有多个突出物。固定筛的构造如上面所述并可参照附图5A和5B。作为选择，固定筛还有其它可选择的构造方式。
在另一实施例中，该浓缩液分散装置包括一个由船体向外延伸的分散单元，该分散单元上还设置有许多孔洞。该分散单元包括多个分散管，每一个管以不同的深度延伸。该分散单元还包括由船体主甲板向水中伸出的漂浮软管。该分散单元还包括一条悬链线。其它可供选择的分散方式也可以如上面所述。别的适当的构造和分散装置也可以得到应用。
在一个实施例中，系统1601包括用于降低船板噪音的装置。例如，包括多个管套的噪音消除装置，在另一例子中，噪音消除装置包括多个减弱震动元件。其它在海洋环境下能够降低船舶上脱盐系统对周边环境影响的系统也可以与上述的系统、设施和方法相类似。作为选择，也可使用其它适合的构造、系统和方式。
参照附图17，所示的是一套为陆基分配系统提供并输送能量的系统1701。系统1701包括船舶1710。该船舶1710包括用于产生能量的装置1703。系统1701还包括陆基装置1720用于将来自船舶1710的能量传送到陆基分配系统1740。在一个实施例中，能量产生装置1703的产能在大约10兆瓦特到100兆瓦特范围之间。
一个实施例中，船舶1710的载重吨位在大约10,000到500,000之间。如上所述，船舶1710可以是经改装的单壳体油轮。也可以使用其它经改装的船舶，如驳船、其它商船和退役的军舰。作为选择，船舶1710也可由客户定做，即用于特殊用途的设计和建造。
在一个实施例中，能量生产装置1703包含供电变压器(未示出)、电机(未示出)、频率转换器(未示出)和马达控制器(未示出)。频率转换器用于控制电机的转速和扭矩。能量生产装置最好包括现有技术中已知的电力驱动器作为推进驱动器。通常，变压器与电机和频率转换器连接。典型地，电机控制器与变压器、马达、频率转换器连接。电机可以是驱动电机或电动发电机。
典型地，能量生产装置1703被完全设置在主甲板的下部。在一个可供选择的实施例中，该能量生产装置1703被既可被设置在主甲板之上，也可被设置在主甲板的下部。而且，该能量生产装置1703可以被临时发电机(未示出)补充，如柴油发电机。
电机最好是交流电机。电机的转速可以通过改变输入的电压和频率来调节。频率转换器用于提供可变的频率输出。该频率转换器还可以提供从零到最大范围的输出频率的三相交流电无极控制，以响应期望的为船舶提供的前轴或后轴速度。在另一实施例中，能量生产装置包括燃料电池(未示出)。作为选择，也可应用其它适当的能量生产装置，如，常规的船用柴油发动机或核能或化石燃料蒸汽机。
能量转换装置1720包括将从船舶1710输送到陆基分配系统1740的能量的同步装置1725。如上所述，能量转换装置1720是陆基或岸基系统。使用陆基能量转换装置1720而非船载能量转换装置是为让船舶1710有限的空间最大化用于进行发电和完成其它的功能。此外，陆基能量转换装置1720由地方能源当局配置并与陆基分配系统1740相连接。因而，船舶1710就不必为适应各种不同的输电网格系统而进行改进。
在一个实施例中，同步装置1725包括发电机步进变压器(未示出)和第二转换器(未示出)。该发电机步进变压器用于将船舶1710的电压步进与陆基分配系统1740的电压完全等同。如，发电机步进变压器可以将船舶1710的电压步进到600伏特至38千伏特，也就是与陆基分配系统1740相同的电压。在另一个实施例中，发电机步进变压器可以将船舶1710的电压步进到陆基分配系统1740的电压600伏特至38千伏特。
第二转换器用于将船舶1710的电能与陆基分配系统1740进行同步。如，第二转换器可以将船舶1710上的直流电源转换成为陆基分配系统1740的交流电源。再如，第二转换器可以将船舶1710上电源的相转换成为陆基分配系统1740电源的相。
陆基分配系统1740还可以包括输电网格或网络而向商业、工业和/或居民等终端客户提供和输送电能。这样的陆基分配系统1740通常包括但不局限于：发送塔、高架或地下电缆线、变电分站、变压器、转换器、以及电线，如进户线。作为选择，也可应用其它适合的陆基分配系统。
在一个实施例中，船舶1710还含有排放物清洁装置1707。典型地，排放物是指污染物质以及各种颗粒物。排放物清洁装置1707设置在船舶1710排气口的上游或前部。船舶的排放物通常是在发电时产生。当然，辅助船板功能也可能产生其它的排放物。在一个实施例中，排放物清洁装置1707包括洗刷器。在另一个实施例中，排放物清洁装置1707包括颗粒物过滤器。
参照附图18，所示的是系统1801。系统1801包括用于生产脱盐水和发电的船舶1810。系统1801还包括将脱盐水从船舶1810向岸基分水系统1830输送的装置(未示出)以及将电力从船舶1810向岸基电力分配系统1840输送的装置1820。
在一个实施例中，船舶1810的载重吨位在大约10,000到500,000之间。如上所述，船舶1810可以是经改装后的单壳体油轮。其它适合的船只如拖轮或别的商船也可以进行改装。作为选择，船舶1810可以视专门的用途而由客户定做。
通常情况下，船舶1810生产脱盐水的能力大约为每日一百万加仑到一亿加仑的范围。典型地，船舶1810按上面所述的方式进行脱盐水的生产，此处不再复述。作为选择，也可应用其它适当的方式进行脱盐水的生产。通常，船舶1810的发电能力在大约10兆瓦特到100兆瓦特范围之间。
船舶1810一般是在离岸1803状态下进行脱盐水的生产。当船舶1810达到其脱盐水的生产能力——或生产出需要量的脱盐水之后——船舶1810驶向岸边1802并安全地系泊于最近的码头1831。向岸基分配系统输送或卸载这些脱盐水需要大约12个小时，当然，也取决于从船舶1810输送出的水量。
在一个实施例中，从船舶1810向岸基分配系统1830输送脱盐水的装置包括管道系统1832。作为选择，也可应用其它适合实施例。管道系统1832与岸基分水系统1830相连接。
岸基分水系统1830通常包括：至少一个储水槽1833、泵站1836、管线或管网1835。在一个实施例中，陆基分配系统可包括位于单一水槽区域的或向海岸1802众多区域分配的多个水槽1833。管网1835将多个水槽1833相互连接。作为选择，管网1835可以与个别泵站(未示出)和/或终端用户(未示出)如工业或居民用户的供水相连接。
在一个实施例中，陆基分配系统1830可以包括化学物质添加站(未示出)用于调节多个水的质量参数。化学物质添加站可以按需要调节水的质量参数如：pH值、腐蚀控制和加氟反应。其它适当的水的质量参数也可通过该化学物质添加站进行调节。在一个实施例中，化学物质添加站设置在储水槽1833的上游。在另一实施例中，化学物质添加站设置在化学物质添加站的下游及泵站1836的上游。作为选择，该化学物质添加站也可设置于其它适当的位置。
在一个可选择的实施例中，脱盐水可以由船舶1810输送到陆基运输系统(未示出)并直接输送到终端用户或预备的储水设施。陆基运输系统可以包括多辆罐车或货车运输网络(未示出)组成。陆基运输系统可以包括铁路或铁路网络。此外，路基运输系统可以包括货车运输网络与铁路网络的联合体。
在船舶1810向陆基水分配系统1830输送脱盐水的同时还进行发电并将其输送到岸基电力分配系统1840。通常情况下，一兆瓦特电力就足够供应1000户普通美国家庭的用电量了。这样，如果船舶1810的发电能力是100兆瓦特，该船就可以向100,000户家庭提供电力。除了生产脱盐水，船舶1810还可以向遭受灾害区域的医院、其它紧急情况下的基础设施以及家庭提供紧急电力供应服务。
在一个实施例中，船舶1810还包括一台供电变压器(未示出)、电机(未示出)、频率转换器(未示出)以及电机控制器(未示出)。频率转换器用于控制电机的转速和扭矩。
最好是，该供电变压器、电机、频率转换器以及电机控制器构成一台发电装置1803。通常，变压器与电机和频率转换器相连接，电机控制器与变压器、电机和频率转换器相连接。
典型地，发电装置1803完全设置在主甲板的下部。在另一个可供选择的实施例中，发电装置1803设置在主甲板上或主甲板上方以及主甲板之下。而且，发电装置1803还可以被临时发电机补充(未示出)，如柴油发电机。
电机最好是交流电机。电机的转速可以通过改变输入的电压和频率来调节。频率转换器用于提供可变的频率输出。该频率转换器还可以从零到最大范围的输出频率提供三相交流电的无极控制，以响应期望的为船舶提供的前轴或后轴速度。在另一实施例中，能量生产装置1803包括燃料电池(未示出)。作为选择，也可应用其它适当的能量生产装置，如，常规的船用柴油发动机。
能量转换装置1820包括将从船舶1810输送到陆基分配系统1840的能量的同步装置。如上所述，能量转换装置1820是陆基或岸基系统。
在一个实施例中，同步装置1825包括发电机步进变压器(未示出)和第二转换器(未示出)。发电机步进变压器用于将船体1810的电压步进与陆基分配系统1840的电压完全等同。如，发电机步进变压器可以将船舶1810的电压步进到600伏特至38千伏特，也就是与陆基分配系统1740相同的电压。在另一实施例中，发电机步进变压器可以将船体1810的电压步进到600伏特至69千伏特，也就是与陆基分配系统1740相同的电压。
第二转换器用于将船舶1810的电能与陆基分配系统1840进行同步。如，第二转换器可以将船舶1810上的直流电源转换成为陆基分配系统1840的交流电源。再如，第二转换器可以将船舶1810上电源的相转换成为陆基分配系统1840电源的相。
在一个实施例中，船舶1810包括排放物清洁装置1807。典型地，排放物是指污染物质以及各种颗粒物。排放物清洁装置1807设置在船舶1810排气口的上游或前部。当然，辅助船板功能也可能产生其它的排放物。在一个实施例中，排放物清洁装置1807包括洗刷器。在另一个实施例中，排放物清洁装置1807包括颗粒物过滤器。
参照附图19A和19B，所示是船舶1901。该船舶1901包含船体1902，船体1902包括第一表面1902a和第二表面1902b。通常，船体1902的第一表面1902a包括船舶1901的内表面，船体1902的第二表面1902b是船舶1901的外表面。船舶1901还包括脱盐水生产装置(未示出)和将浓缩液与海水进行混合的装置(未示出)。该混合装置和脱盐水生产装置包括上面所述的脱盐水生产方法和构造。如附图19A所示，该脱盐水生产装置包括多套放置在船舶1901的主甲板1905上面或上方的分别装在各个容器内的反渗透系统1904。作为选择，也可采用其它适合的装置用于生产脱盐水。
船舶1901还包括用于存储脱盐水的装置。该存储装置包括一个设置在船体1902内的水槽1903。水槽1903占据了船舶1901主甲板1905下的船壳1902所形成的大部分空间。作为选择，水槽1903也可以采取其它恰当的结构并放置于其合适的位置。水槽1903包括第一表面1903a和第二表面1903b。在一个较佳的实施例中，水槽1903被设置在船舶1901的双船体之内。在另一实施例中，该水槽1903形成了船舶1901的双船体。双船体通常是指，第二船体被设置于船体1902之内。
当水槽1903盛装脱盐水时，其第一表面1903a与脱盐水相接近。作为选择，水槽1903的第一表面1903a可与水面相接触。
通常，水槽1903的第二表面1903b通常面对船壳1902的第二表面1902b设置。水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a分开有一段距离。典型地，水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a之间的距离大于或等于两米。另一个实施例中，水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a之间的距离小于两米。作为选择，其它合适的距离也可。
一个实施例中，船舶1901包括保持水槽1903中脱盐水的温度(未示出)在冰点以上的装置。脱盐水在大约0摄氏度时结冰。在一个实施例中，保持脱盐水温度的装置内含有填充于水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a之间的绝缘体。绝缘体可以分别或同时连接在水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a之上。
在另一实施例中，温度保持装置还包含有在水槽1903的第二表面1903b与船壳1902的第一表面1902a之间的强制对流或循环对流的空气。空气的温度足够维持水槽内的脱盐水的温度在冰点之上。空气可以通过导电板或其它适当的装置进行加热。在进一步的实施例中，温度保持装置还可以通过加热装置，如加热板，直接对水槽1903进行加热。温度保持装置还可以是通过诸如搅动的方式使水槽1903内的脱盐水发生移动或换位。也可采用其它适当的能保持水槽1903中脱盐水的温度(未标明)在冰点以上的装置。
水槽包含有至少以下一种：混凝土、塑料、热塑性树脂、热固性树脂、聚乙烯树脂、聚四氟乙烯、碳钢和不锈钢。不锈钢可以是304级不锈钢和316级不锈钢中的一种。
在水槽1903含有碳钢的一个实施例中，水槽1903的第一表面1903a上有一层覆盖层。通常这层覆盖物在制造水槽1903的时候就覆盖上了。作为选择，覆盖层也可以在水槽1903的第一表面1903a形成之后再覆盖。典型地，覆盖层包括不锈钢，包括304级不锈钢和316级不锈钢。在一个实施例中，水槽1903的第二表面1903b上附着有牺牲阳极。在另一实施例中，所采用的是外加电流。
可以在水槽1903的第一表面和第二表面1903a，1903b之上施加涂料以助于维持脱盐水适宜于人们使用。各种国家标准指定了用于这种水槽的特种涂料，如ANSI/AWWA D102-97。水槽1903的第一表面1903a包括涂层(未示出)，该涂层包括第一层、第二层和第三层。在一个实施例中，施加于第一表面1903a的第一层是底涂层。在第一层愈合或干化之后再施加第二涂层。第三涂层在在第一层愈合或干化之后再施加于第二涂层之上。从而，第二涂层居于第一涂层和第二涂层之间。
第一表面1903a上的第一涂层是双组分环氧树脂、富锌底漆、乙烯基涂料、快干焦煤油搪瓷涂料以及商店采用的底漆中的一种。第一表面1903a上的第二涂层是双组分环氧树脂、乙烯基涂料、冷型焦煤油涂料中的一种。第一表面1903a上的第三涂层是双组分环氧树脂、乙烯基涂料、冷型焦煤油涂料、热型焦煤油涂料中的一种。作为选择，其它适宜的化合物也可用于第一表面1903a的第一、第二和第三涂层。
水槽1903的第二表面1903b包括涂层(未示出)，该涂层包括第一层、第二层和第三层。在一个实施例中，施加于第二表面1903b的第一层是底涂层。在第一层愈合或干化之后再施加第二涂层。第三涂层在第一层愈合或干化之后再施加于第二涂层之上。从而，第二涂层居于第一涂层和第二涂层之间。
第二表面1903b上的第一涂层是含防锈颜料的醇酸树脂底漆、乙烯基涂料、双组分环氧树脂、富锌底漆中的一种。该含防锈颜料的醇酸树脂底漆包括红色的铁氧化物、锌氧化物、油类以及醇酸树脂底漆。第二表面1903b上的第二涂层是混合好的铝涂层、醇酸树脂底漆、乙烯基涂料、以及双组分环氧树脂中的一种。第二表面1903b上的第三涂层是混合好的铝涂层、醇酸树脂底漆、乙烯基涂料、以及双组分脂肪族聚氨酯涂层中的一种。作为选择，其它适宜的化合物也可用于第二表面1903b的第一、第二和第三涂层。
附图17A-17C所示是本发明所述方法1701的一个实施例。该方法1701可用于向陆基分配系统输送脱盐水，如如上所述附图13中的系统1330。可参考附图13中所示并在描述图17A-17B提到的条目来帮助理解方法1701中的实施例。当然，本发明所述方法的实施例可广泛用于各种别的系统。
参照附图20A，区段2010所示的是第一船舶。该第一船舶与上面所述的相似。一个实施例中，第一船舶1710可以是经改装的单壳体油轮并且其载重吨位范围大约在10,000到500,000吨之间。在另一实施例中，第一船舶1510的载重吨位大约在30,000到50,000之间。在另一实施例中，第一船舶1710的载重吨位大约在65,000到80,000之间。在另一实施例中，第一船舶1710的载重吨位大约是120,000之间。另一实施例中，第一船舶1710的载重吨位大约在250,000到300,000之间。在别的实施例中，第一船舶的尺寸取决于其使用意向、能使船舶漂浮的最大化方案以及该第一船舶所需要达到的生产能力。作为选择，也可应用其它合适的船舶。
第一船舶用于进行渗入液的生产以及用于混合浓缩液。如此处所述，渗入液是由原水特别是海水制得。渗入液通常包括脱盐水，浓缩液通常包括盐水。在一个实施例中，方法2001包括反渗透系统。典型地，第一船舶的渗入液生产速率大约在每日一百万加仑到一亿加仑的范围内。在另一实施例中，第一船舶可相对于海岸做持续的移动。在另一实施例中，第一船舶相对于海岸是固定的。如此处的具体描述，方法2001的一个实施例包括将浓缩液中盐分的含量稀释到与第一船舶周边水域的盐分含量大致等同。
再次参照附图20A，区段2020所示是将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送。参照附图20B，所示的是将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送的一个实施例。区段2020所示的将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送的步骤还包括将渗入液由第一船舶输送到第二船舶。
在另一实施例中，方法2001还包括对渗入液的包装。渗入液的包装可参照上面附图13所述。作为选择，其它适当的包装渗入液的方法也可采用。一旦渗入液被包装好，就可以采用多种方法向海岸运输，包括空运的方式。直升飞机和水上飞机都可用于向海岸运送包装水。第一船舶可以包含由一个直升机平台为直升机提供卸载、着陆和起飞。
在一个实施例中。第二船舶的载重吨位大约为10,000到500,000范围之间。在一个实施例中，第二船舶是进改装的单壳体油轮。在另一实施例中，第二船舶是一个拖驳单元。在将渗入液从第一船舶向第二船舶输送的过程中，第一船舶和第二船舶都可以做相对于海岸的运动。作为选择，第一和第二船舶也可以相对于海岸完全固定。如上所述，渗入液可以通过传输管线由第一船舶向第二船舶输送。在船只之间通过管线传送油料是为人所知的，船舶之间的渗入液的输送也采用相同的原理。
参照附图20B，区段2024所示的是将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送的步骤，包括将渗入液向停靠在陆基分配系统旁边的第二船舶输送。第二船舶可以以其自身的动力行驶到码头，或在拖轮或其它适当的支援下抵达码头。
参照附图20B，区段2026所示的是将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送的步骤，包括将渗入液向停靠在陆基分配系统旁边的第二船舶输送。如上所述及参照附图13，渗入液可由第二船舶向陆基分配系统输送。
通常，由第二船舶向陆基分配系统输送渗入液时是通过一条连接在储水槽进水泵上的输送管线来实现的。储水槽进水泵用以帮助向储水槽输送渗入液。作为选择，也可采用其它适当的方式将渗入液从第二船体向陆基分配系统输送。
参照附图20C，所示的是将渗入液从第一船舶向陆基分配系统输送的一个可供选择的实施例。如区段2027所示，渗入液由第一船舶输送到管道中。渗入液由第一船舶输送到管道的方式与上面所述的相似，并可参照附图13。
例如，在一个实施例中，管道还包括一条浮动管线跨越从第一船舶或永久浮筒到海岸这段距离。在另一实施例中，管道可以包含一条与上面所述相似的海底稳定管道。在另一实施例中，参照附图13，管道可以包含一条与上面所述相似的埋入海底的管道。作为选择，也可采用其它适当的管道和管道的配置。
如区段2028所示，管道内的渗入液被输送到最接近的岸基分配系统。参照附图13，渗入液的输送方式与上面所述的相似。作为选择，也可采用其它适当的方法来输送渗入液。通常，在第一船舶或永久浮筒上连接有输送泵，为将渗入液输送到海岸提供必需的动力。
在一个实施例中，方法2001中还包括一个储水槽。通常，储水槽设置在岸上用于为进一步的输送和/或使用而存储渗入液。在一个实施例中，可能使用到多个储水槽。在另一个实施例中，方法501还包括将管道或管网连接到储水槽。在另一个实施例中，方法1701还包括在管道或管网上连接泵站。典型地，储水槽的联合体、管道或管网与储水槽相连接，和管道或管网相连接的泵站构成了陆基分配系统。参照附图13，陆基分配系统与上面所述的相近似。作为选择，也可使用其它适合的构造和排列。
在一个实施例中，方法2001还包括一个连接到储水槽的化学物质添加站，该化学物质添加站用于调节多个水的质量参数如：pH值、腐蚀控制和加氟反应。水由储水槽和管网直接输送到最终用户，如工业或居民用户。作为选择，水也可通过陆基运输系统运输。在一个实施例中，陆基运输系统包括铁路和铁路网络。在另一个实施例中，陆基运输系统包括罐车和卡车运输网络。
附图21所示的是本发明所述方法2101的一个实施例。方法2101用于向遭受灾害侵袭的区域提供帮助。如附图14中所示并在描述图21中提及的条目可用于参考帮助理解方法2101的实施例。当然，本发明中该方法的实施例还可广泛用于别的系统。
如区段2110所示，方法2101包括具有第一吨位的第一船舶。在一个实施例中，第一船舶包括经过改装的单壳体油轮，第一船舶的第一吨位大约在10,000到500,000之间。在另一实施例中，第一船舶的载重吨位大约在30,000到50,000之间。在另一实施例中，第一船舶的载重吨位大约在65,000到80,000之间。在另一实施例中，第一船舶的载重吨位大约为120,000。在另一实施例中，第一船舶的载重吨位大约在250,000到300,000之间。在另一实施例中，第一船舶的载重吨位取决于该船如何应用，最小也能得以让该船能浮于水面，以及能满足预设的产出量。作为选择，也可使用其它合适的船只，包括与附图13～16所示相近似的。
第一船舶用于生产脱盐水。通常，第一船舶包括反渗透系统且该系统的脱盐水生产速率大约在每日一百万加仑到一亿加仑的范围内。在一个实施例中，第一船舶可相对于海岸做持续的移动。作为选择，第一船舶也可相对于海岸固定。脱盐水可采用与上述相似的方法和设施进行生产。其它适当的生产脱盐水的方法也可采用。
在另一实施例中，方法2101还包括对脱盐水进行包装。如，第一船舶可以包括一个包装车间。通常，方法2101中还有存储有救灾物质供应品如食品、医药和衣物。
如区段2120所示，方法2101中向遭受灾害侵袭的区域提供帮助时还包括向海岸输送脱盐水。在一个实施例中，方法2101中包含一艘第二船舶用于从第一船舶接收脱盐水并运送到海岸。第二船舶包括第二吨位，典型地，第二吨位小于第一吨位，第二吨位的范围大约在10,000到500,000载重吨位之间。其它与上述相近似的适当船只也可适用。
在一个实施例中，第二船舶即使是在第一船舶相对于海岸运动时也能从第一船舶接收脱盐水。作为选择，当第一和第二船舶相对于海岸基本静止时，第二船舶可以从接收从第一船舶接收脱盐水。从第一船舶向第二船舶输送脱盐水的方式与上面所述的相似。作为选择，其它适当的在第一和第二船舶之间传送脱盐水的方式也可以采用。在第二船舶接收了需要量的脱盐水后，就将这些脱盐水运送到最接近的海岸并分送到遭受灾害侵袭的区域。
由于遭受灾害侵袭的区域常常缺乏或已经有了岸基分配系统，一个可供选择的运送脱盐水方法2120中包括提供空投工具。遭受灾害侵袭的区域往往只能飞行到达。在一个实施例中，空投工具包括直升飞机。在另一个实施例中，空投工具包括水上飞机。空投工具是用于运输包装的脱盐水和救灾供应品。其它可供选择的运送脱盐水的方法包括单纯的将包装的脱盐水扔出船外。包装水可以漂浮到岸边或被别的船只所打捞。
在使用直升飞机的情况下，直升飞机可用于运送散装包装水的或包装水货盘。在一个实施例中，第一船舶包括直升机平台以接纳直升机并为直升机的运行提供方便。通常情况下使用多个空投工具。空投工具源至海岸或其它船舶。
方法2101中还包括提供多艘支援船只。支援船只用以向第一船舶提供一种或多种如下支持：燃油、补充品和供应物、维修和更换的材料及设备、人员以及空运能力。
附图22所示是本发明所述的方法2201中的一个实施例。方法2201用于减轻脱盐水对环境的影响。如附图16中所示并在描述附图22中提到的条目有助于帮助理解方法1901所述的实施例。当然，本发明所述方法的实施例还可广泛用于别的系统中。
海水脱盐过程中产生出渗入液和浓缩液。区段2210所示的方法2201包括对浓缩液进行稀释。冲淡后的浓缩液中总不溶物的含量介于浓缩液中总不溶物的含量和原水中总不溶物的含量之间。通常，浓缩液在排放到船舶运行海域的海洋环境之前与直接取自周边水域的水(即“原水”)相混合。如区段2220所示，该方法还包括将浓缩液的温度调整到与浓缩液排放区域的水体温度大致等同。
在一个实施例中，方法2201还包括一个混合槽。通常，混合槽安放在船体空间内。如上面的详细描述，混合槽用于将浓缩液在排放到船舶运行海域的海洋环境之前与直接取自周边水域的原水相混合。在一个实施例中，参照附图19中的混合槽与此处所述的近似。当然，也可应用其它合适的混合槽。
在一个实施例中，方法2201还包括对浓缩液进行分散。通常，浓缩液在排放到船舶运行海域的海洋环境的同时被分散。方法2201还包括一个固定筛。在一个实施例中，方法1901就包含一个固定筛。在另一个实施例中，方法2201进一步包括在固定筛上布置多个发散方向定位的孔隙。浓缩液分散装置与前面所述的类似。在另一个实施例中，方法2201中还包括提供具有许多发散方向定位的孔隙的固定筛以及在这些空隙上有许多突起物。在一个实施例中，固定筛的配置参照上面所述的附图5A和5B。作为选择，固定筛的配置可以是其它合适的可供选择的方式。
在一个实施例中，方法2201包括将浓缩液从多个地方进行排放。方法2201中包括浓缩液排放体。方法2201中的浓缩液排放体上设置有许多排放口。如，排放体从船舶本体延伸，在排放体上设置有许多孔穴。排放体还可包含许多排放管，每一条排放管伸向不同的深度。
排放体可以包括从船舶的主甲板向水中延伸的漂浮软管。排放体还可包括悬链线。别的可供选择的排放浓缩液的方法如前面所描述。此外，其它适当的排放浓缩液的方法也可被采用。
在一个实施例中，方法2201还包括降低运行的噪音。方法2201可包括提供许多管套。在另一个实施例中，该方法包括提供多个阻尼部件。其它用于降低在海洋环境中进行海水脱盐作业的船舶对环境影响的方法可以与此处所述的方法、系统和设施相近似。当然，也可采用其它适当的方法。
参照附图24，所示的是本发明所述的方法2401中的一个实施例。方法2401可用于向陆基分配系统传输电力，如，上面所述的附图17中的系统1701。如附图17所示并在描述附图24的条目有助于帮助理解方法2401所述的实施例。当然，本发明中该方法的实施例还可广泛用于别的系统。
如区段2410所示，方法2410包括提供能用于发电的船舶。该船舶可以以前面所述的方式使用。在一个实施例中，该船的载重吨位大约在10,000到500,000的范围之间。作为选择，也可应用其它适合的船只。
通常，船舶的发电能力大约在10兆瓦特到100兆瓦特之间。典型地，该船舶包括供电变压器、电机、频率转换器和电机控制器。频率转换器用于控制电机的转速和扭矩。另一实施例中，船舶还包含有燃料电池。作为选择，其它合适的能量生产装置也可以被应用。
在船舶是以化石燃料提供动力的情况下，该船舶包括降低因化石燃料燃烧而产生的环境影响的装置。比如在一个实施例中，方法2410包括将船舶排放的气体进行净化。在另一个实施例中，方法2410包含有洗刷器。另一个可供选择的实施例中，方法2410中包含有颗粒过滤器。，也可采用其它适宜的用于清除船舶排放污染物的方式。
如区段2420所示，方法2410包括将能量由船舶向岸基分配系统进行输送。从船舶输送能源可以参照附图17如上所述。作为选择，也可采用其它适合的方式从船舶输送能源。陆基分配系统可以与上述系统相似并参照图17，作为选择，其它适合的陆基分配系统可被使用。
如上所述，从船舶向岸基分配系统输送电能的装置通常是岸基的，并由地方的供电当局配置以满足其特殊的输电网格和规格。在一个实施例中，方法2410包含将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步。将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步的步骤包括，将船舶的电压步进至与陆基分配系统的电压相一致，并由第二转换器将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步。也可采用其它适当的方法将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步，包括前面所述的方法和系统。作为选择，其它适当的将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步的方法也能适用。
参照附图25，所示是本发明所述的方法2501的一个实施例。方法2501可用于向岸基分配系统所示脱盐水以及传输电能。如上面附图18所述的系统1801。参照附图18中的条目来描述附图25有助于帮助理解方法2501所述的实施例。当然，本发明中该方法的实施例还可广泛用于别的系统。
如区段2510所示，方法2410包含进行脱盐水的生产和进行发电。该船舶如上面所述。在一个实施例中，船舶的载重吨位大约在10,000到500,000之间。当然也可应用其它适合的船只。典型的，该船的脱盐水生产能力得宜是每日一百万加仑到一亿加仑之间。该船的发电能力是10兆瓦特到100兆瓦特之间。当然也可应用其它适合的船只。
通常该船包含有辅助变压器、马达、频率转换器和控制马达。频率转换器用于控制马达的转速和扭矩。另一个实施例中，该船舶还包含一套燃料电池。当然，其它适当的能量产出装置也可适用。
在船舶是以化石燃料提供动力的情况下，该船舶还包括一套降低因化石燃料燃烧而产生的环境影响的装置。比如在一个实施例中，方法2510包括将船舶排放的气体进行净化。在另一个实施例中，方法2510包括提供洗刷器。在另一个可供选择的实施例中，方法2510中包括提供颗粒过滤器。作为选择，也可采用其它适宜的用于清除船舶排放污染物的方式。
如区段2520所示，方法2510包括将由船舶生产的脱盐水向陆基水分配网络进行输送。陆基水分配网络可以参照附图18如上所述。作为选择，也可采用其它适合的水分配网络。
如区段2530所示，方法2510包括将电能由船舶向陆基电分配系统进行输送。从船舶输送能源可以参照附图18如上所述。作为选择，也可采用其它适合的方式从船舶输送能源。参照附图18，陆基电分配系统与上面所述的系统相类似。作为选择，其它适合的陆基电分配系统也可采用。
如上所述，从船舶输送电能的装置通常是岸基的，并由地方的供电当局配置以满足其特殊的供电网格配置和规格。在一个实施例中，方法2510包含将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步。将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步的步骤包括：将船舶的电压步进至与陆基分配系统的电压相一致，并由第二转换器将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步。也可采用其它适当的方法将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步，包括前面所述的方法和系统。作为选择，其它适当的将从船舶向陆基分配系统输送的电能进行同步的方法也能适用。
参照附图26，所示是本发明所述的方法2601的一个实施例。方法2601用于生产和存储附图19所述的条目，参照附图19中的条目来描述附图26有助于帮助理解方法2601所述的实施例。当然，本发明中该方法的实施例还可广泛用于别的系统。
如区段2610所示，方法2601包括生产脱盐水。脱盐水可以按照上面所述的方法和系统进行生产。通常，脱盐水是在船载脱盐系统上进行生产的。作为选择，脱盐水其它适宜的的方法生产。
如区段2620所示，方法2601还包括将脱盐水存储在水槽中。水槽布置在船舶的船体内。船体包括第一表面和第二表面。水槽包括第一表面和第二表面。水槽的第二表面与船体的第一表面相分离。该船体和水槽如上面附图19所示。
在方法2601的一个实施例中，船体的第一表面包括船舶的内表面，船体的第二表面是船舶的外表面。在水槽内盛装有脱盐水的时候，水槽的第一表面与脱盐水相接近。作为选择，水槽的第一表面也可与脱盐水相接。通常，水槽的第二表面与船体的内表面相隔有一段距离，该距离等于或大于约两米。在另一实施例中，该距离可能小于两米。通常情况下，船体和水槽形成了双体船舶。作为选择，其它适合的船体和水槽也可应用。
典型地，水槽由至少以下一种构成：塑料、热塑性树脂、热固性树脂、聚乙烯树脂、聚四氟乙烯、碳钢和不锈钢。不锈钢选自由304级不锈钢和316级不锈钢组成的组。在一个实施例中，方法2601包括在水槽的第一表面上涂覆一层覆盖层。覆盖层通常包括不锈钢。在另一个实施例中，方法2601包括在水槽的第二表面上附着有牺牲阳极。在另一实施例中，水槽的第一表面和第二表面上都包括涂层，该涂层包括第一层、第二层和第三层。该涂层如上面附图19所示。作为选择，其它适合的涂层也可适用。
在一个实施例中，方法2601包含将水槽中的脱盐水的温度保持在冰点以上。该方法2601可包括在水槽的第二表面和船体的第一表面之间设置绝缘体。方法2601也可包括对水槽的第二表面和船体的第一表面之间的空间进行加热。作为选择，其它可以保持水槽中脱盐水的温度在冰点以上的方法也可采用，包括前面所述的系统和方法。
上面所述的系统、方法和设施可以联合用于具有各种功能的小型舰队或船队，如仅仅用于生产脱盐水的船队或仅用于发电的船队。在这样的船队中，单艘的船只可为别的船只提供支援。如，用于发电的船只可向用于生产脱盐水的船只提供电力。此外，船队里还包括船只用于存储脱盐水并将他们运送到海岸或别的船只。这样的船队可以向海岸区域提供多种服务(以及向遭受能源和/或淡水短缺的地区提供救济)。当然，单一的船只也可包括多功能，如生产水、发电和/或存储水。在一个实施例中，可由海岸向船舶提供电力，如，通过海底电缆，这样，该船就不必有自己的动力设备。
本发明是参照各个实施例进行公开的，对所述实施例的各种修正、更正和改变都可能并不超越本发明的领域和由权利要求书确定的范围。从而，本发明并不局限于这些所描述的实施例，而是以后面的权利要求的语言中所定义的所有范围，并等同于该范围。