A tecnologia-de dessalinização de água do mar baseada em membrana é representada pela osmose reversa. Seu princípio envolve o uso de alta pressão para conduzir a água do mar através de uma membrana semi-permeável, separando as moléculas de água dos íons de sal. Devido à alta pressão osmótica da água do mar, o sistema requer uma bomba de alta-pressão para fornecer pressão suficiente (normalmente 5–8 MPa), juntamente com materiais de membrana de alta-dessalinização-(como membranas compostas de poliamida). As vantagens desta tecnologia são o consumo de energia relativamente baixo e a forte modularidade do sistema, tornando-a a tecnologia convencional mais utilizada em todo o mundo.
As tecnologias térmicas de dessalinização da água do mar incluem principalmente a evaporação flash em vários-estágios (MSF) e a destilação-de múltiplos efeitos (MED). Estas tecnologias aquecem a água do mar para vaporizá-la e, em seguida, condensam-na em água doce, conseguindo a separação da salmoura. MSF melhora a eficiência por meio da evaporação flash de pressão-reduzida em vários-estágios, enquanto o MED utiliza evaporadores de-estágios múltiplos para reutilizar energia térmica. As tecnologias térmicas são adequadas para integração com calor residual de usinas de energia ou calor residual industrial, mas apresentam alto consumo de energia e exigem equipamentos-de grande escala.
Outras tecnologias emergentes incluem eletrodiálise, osmose direta e processos híbridos. A eletrodiálise usa um campo elétrico para conduzir íons através de membranas de troca-iônica para separação, tornando-a adequada para tratamento de água com-baixa salinidade. A osmose direta usa a diferença de pressão osmótica para impulsionar a migração da água. Os processos híbridos combinam métodos de membrana com métodos térmicos ou tecnologias de pré-tratamento para melhorar a eficiência e estabilidade geral.
Ao nível da engenharia de sistemas, a tecnologia de dessalinização da água do mar também inclui tecnologias cruciais de pré-tratamento e recuperação de energia. Por exemplo, métodos de pré-tratamento, como filtração de areia e ultrafiltração, reduzem as cargas de incrustação e prolongam a vida útil da membrana; dispositivos de recuperação de energia (ERD) recuperam a energia de pressão da salmoura concentrada, reduzindo significativamente o consumo de energia operacional. No geral, a tecnologia de dessalinização da água do mar é um sistema abrangente de tratamento de água centrado na osmose reversa e complementado pela otimização sinérgica de múltiplos processos.