发明创造名称：一种无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法
外观设计名称：
决定号：180658
决定日：2019-06-11
委内编号：1F256680
优先权日：
申请（专利）号：201611019005.4
申请日：2016-11-21
复审请求人：陕西金泰氯碱化工有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：崔晖
合议组组长：李鹏
参审员：张晗
国际分类号：C02F9/04(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术之间存在区别，并且现有技术给出了将上述区别应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示，这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时，有动机改进该最接近的现有技术并获得要求保护的技术方案，则该技术方案是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611019005.4，名称为“一种无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为陕西金泰氯碱化工有限公司，申请日为2016年11月21日，公开日为2017年3月8日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年7月16日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是： 权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请人于2016年11月21日提交的说明书第1-25段、说明书摘要；以及其于2018年3月7日提交的权利要求第1-5项。驳回决定所引用的对比文件如下：
对比文件1：CN201803145U，公告日：2015年11月25日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：包括以下步骤，碱性废渣处理、化学除硬、沉降分离、双膜浓缩和分质回用
所述碱性废渣处理步骤：对碱性废渣，进行粉碎、过筛，然后对含钙碱性废渣进行除杂，除杂通过多次水洗除去水中可溶性杂质，将离心得到的固体渣加入化浆用水制成含固量为5％～20％的浆液；
上述浆液含有较大颗粒的杂质，通过泵加压进入旋液分离器分离，处理后的氢氧化钙悬浆液用作除硬剂；所述化学除硬：当所述无机高盐工业废水的TH/CH＞1时，加入上述含氢氧化钙浆液，提高废水的PH值，并提高废水中的钙镁比，再加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀；当高盐废水的TH/CH＜1时，加入上述含氢氧化钙悬浆液，提高废水的PH值后，通入经过净化的二氧化碳的工业废气，并加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀；或在加入适量的含碳酸盐液体，提高废水的PH值后，通入经过净化的二氧化碳的工业废气，并加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀。
2. 根据权利要求1所述的无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：在所述化学除硬步骤中，加入碱性废渣使废水中的钙离子形成碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碱式碳酸镁等沉淀，先将钙硬度下降至最低，再加入少量氢氧化钠，废水中的镁生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出；钙镁不溶物析出的过程中，废水中硫酸盐、氟化物、硅酸盐、磷酸盐、石油类含量大幅度降低。
3. 根据权利要求1所述的无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：调整控制碱性废渣加入量，使废水中钙含量低于3mmol/L以下； 加入氢氧化钠控制pH 10-14之间，滞留时间10min-30min，使废水中镁含量低于1mmol/L以下，即进入沉降分离系统。
4. 根据权利要求3所述的无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：所述沉降分离步骤：对化学除硬后的废水，加入速沉剂，并加入杀菌灭藻剂，采用斜板/管沉降实现固液分离，清液从沉降器上部溢流进入集水槽；沉淀物由沉降器下部汇集后泵送至卧螺式离心机进行分离，分离出的母液回至除硬设备入口，固体废渣外运。
5. 根据权利要求4所述的无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：所述双膜浓缩与分质回用步骤：溢流清液经砂滤、用盐酸中和后进入超滤系统，超滤膜孔径为≤0.5um，超滤后废水SDI≤5，再进入反渗透系统，分出的清水收率在70％以上，回收用于工业循环水补水；分出的反渗透浓水含有较高的氯化物，可直接用于盐化工化盐等，对分出的反渗透浓水，回收利用的用途。 ”
申请人陕西金泰氯碱化工有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年7月23日向专利局复审和无效审理部提出了复审请求，陈述了本申请具备创造性的理由，并提交了权利要求书修改替换页，将权利要求4合并入权利要求1中，并限定将水总硬度降低至4mmol/L以下。复审请求人认为：（1）加入速沉剂和杀菌灭藻剂解决了如何实现清水和浓水分别回收的技术问题。（2）本申请与对比文件1处理对象不同。（3）本申请与对比文件1处理方式不同。（4）本申请以TH/CH为指标区分废水并以此作为选择不同的除硬方法的依据，这种手段在现有技术中并无披露，也并非本领域的常规技术手段。TH和CH为废水的常用指标不等同于TH/CH也为本领域的常用指标，这一区别解决了降低除硬成本的技术问题，取得了相应的技术效果。（5）对比文件1并未公开废水SDI至以及清水收益率，这些数值限定是由本申请的方法步骤带来的最终结果，能够使得本申请的方法步骤区别于对比文件1所述方法。
经形式审查合格，专利局复审和无效审理部依法受理了该复审请求，于2018年8月3日发出复审请求受理通知书，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，专利局复审和无效审理部成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年2月22日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-4相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。复审通知书中引用的公知常识证据如下：公知常识证据1：《工业化学》，李稳宏主编，西北大学出版社出版，第14-15页，公开日：1992年7月。复审通知书中指出：
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）对比文件1公开了采用过滤的方式后用双膜处理，其也能解决清水和浓水分别回收的技术问题。（2）权利要求1中限定是“无机高盐工业废水”，根据本领域通常理解的含义，其为无机盐含量高的工业废水，对比文件1处理的水质为氯碱浓盐水，其属于无机高盐工业废水，因此，本申请与对比文件1的处理对象相同。申请人并未将说明书中对“高盐工业废水”限定的含义记载在权利要求中，即使将该含义限定在权利要求中，该权利要求也不具备创造性，因为对比文件1还公开了超滤装置的浓水返回到二级降硬反应池中，进行再次处理（参见说明书第[0030]段、图1），可见，对比文件1公开的方法也能用于处理后的浓盐水的再处理，本领域技术人员根据反渗透浓水含盐量的实际需要，当需要进一步对反渗透浓水进行浓缩时，本领域技术人员也容易想到将反渗透浓水再次返回到硬度反应池中进行再次处理。（3）水处理领域对浓水循环处理以提高产水效率并进一步浓缩浓水，属于本领域的惯用手段，因此当需要对反渗透浓水进行浓缩时，本领域技术人员容易想到将反渗透浓水再次返回到硬度反应池中进行再次处理，因此这种“待处理水质”是存在的，针对这种待处理水质，对药剂进行预处理，使之更适用于待处理水质进而可提高水处理效率是本领域技术人员容易想到的。同时，依据复审请求人的计算，25℃左右氢氧化钙浆液的固含量应低于16.5%，其与权利要求1所要求保护的5%～20%数值范围部分重叠，进一步印证了对电石渣预处理能够获得5%～20%固含量的浆液。（4）对比文件1公开了除硬的方法，其通过添加不同的除硬剂使废水中的钙镁离子沉淀析出，对比文件1虽然未公开根据TH和CH的大小关系来调整除硬方法，但是这种根据TH和CH的含量关系来调整除硬方法对本领域技术人员来说是显而易见的，其并未给技术方案带来预料不到的技术效果。由于根据不同的水质添加不同的除硬剂是本领域的公知常识，因此，根据不同的暂时硬度和钙硬度选择不同的除硬方法来降低除硬成本是本领域技术人员能够预期的。针对添加每种除硬剂后的处理效果是本领域技术人员能够预期的，因此，最终获得的水质效果也是本领域技术员能够预期的。（5）SDI值是淤泥密度指数值，它代表了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量，在反渗透水处理过程中，SDI值是测定反渗透系统进水的重要标志之一，SDI值越低，水对膜的污染阻塞趋势越小，本领域技术人员基于经济和效率的考虑，经过常规试验容易获得其SDI值小于5。清水的回收率受进水水质、膜组件的数量及排列方式等因素影响，本领域技术人员根据最终的要求设计反渗透膜设备就能获得。
复审请求人于2019年3月21日提交了意见陈述书，并对权利要求书进行了修改，将权利要求2-4的技术特征加入权利要求1中，并陈述了本申请具备创造性的理由。新修改的权利要求书如下：
“1. 一种无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，其特征在于：包括以下步骤，碱性废渣处理、化学除硬、沉降分离、双膜浓缩和分质回用；
所述碱性废渣处理步骤：对碱性废渣，进行粉碎、过筛，然后对含钙碱性废渣进行除杂，除杂通过多次水洗除去水中可溶性杂质，将离心得到的固体渣加入化浆用水制成含固量为5％～20％的浆液；
上述浆液含有较大颗粒的杂质，通过泵加压进入旋液分离器分离，处理后的氢氧化钙悬浆液用作除硬剂；所述化学除硬：将总硬度降低至4mmol/L以下；当所述无机高盐工业废水的TH/CH＞1时，加入上述含氢氧化钙浆液，提高废水的PH值，并提高废水中的钙镁比，再加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀；当高盐废水的TH/CH＜1时，加入上述含氢氧化钙悬浆液，提高废水的PH值后，通入经过净化的二氧化碳的工业废气，并加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀；或在加入适量的含碳酸盐液体，提高废水的PH值后，通入经过净化的二氧化碳的工业废气，并加少量氢氧化钠，即可将废水中的钙、镁杂质析出、沉淀；
所述沉降分离步骤：对化学除硬后的废水，加入速沉剂，并加入杀菌灭藻剂，采用斜板/管沉降实现固液分离，清液从沉降器上部溢流进入集水槽；沉淀物由沉降器下部汇集后泵送至卧螺式离心机进行分离，分离出的母液回至除硬设备入口，固体废渣外运；
在所述化学除硬步骤中，加入碱性废渣使废水中的钙离子形成碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碱式碳酸镁等沉淀，先将钙硬度下降至最低，再加入少量氢氧化钠，废水中的镁生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出；钙镁不溶物析出的过程中，废水中硫酸盐、氟化物、硅酸盐、磷酸盐、石油类含量大幅度降低；
调整控制碱性废渣加入量，使废水中钙含量低于3mmol/L以下；加入氢氧化钠控制pH 10-14之间，滞留时间10min-30min，使废水中镁含量低于1mmol/L以下，即进入沉降分离系统；
所述双膜浓缩与分质回用步骤：溢流清液经砂滤、用盐酸中和后进入超滤系统，超滤膜孔径为≤0.5um，超滤后废水SDI≤5，再进入反渗透系统，分出的清水收率在70％以上，回收用于工业循环水补水；分出的反渗透浓水含有较高的氯化物，可直接用于盐化工化盐等，对分出的反渗透浓水，回收利用的用途。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
关于审查文本
复审程序中，复审请求人于2019年3月21日提交了权利要求书的全文修改替换页（共2页1项），经核实，所作修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。
本复审请求审查决定所针对的审查文本为：复审请求人于2016年11月21日提交的说明书第1-25段、说明书摘要；以及其于2019年3月21日提交的权利要求第1项。
关于专利法第二十二条第三款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术之间存在区别，并且现有技术给出了将上述区别应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示，这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时，有动机改进该最接近的现有技术并获得要求保护的技术方案，则该技术方案是显而易见的。
具体到本申请：
（1）权利要求1要求保护一种无机高盐工业废水深度处理并实现零液排放的方法，对比文件1公开了一种氯碱浓盐水处理回用装置（参见说明书第[0020]-[0031]段，图1）：
1)首先将氯碱行业生产过程中所产生的浓盐水（相当于本申请中的无机高盐工业废水）输入到带有机械搅拌装置的中和池1，同时把生产过程中产生的电石渣（其为碱性废渣的下位概念）加入中和池1中，在去除Ca2 ，Mg2 的同时（电石渣的有效成分包括氢氧化钙属于本领域的公知常识，也就是说，对比文件1已经公开了氢氧化钙用作除硬剂），使水中的其他重金属离子形成沉淀，进行中和反应；
2)中和反应完之后的水通过进液泵3打入自动反洗表面过滤器干渣设备2进行过滤除渣，过滤后的清液进入缓冲池4，过滤后的干渣直接装入外运处理设备外运处理；
3)缓冲池4中的清液通过提升泵5进入溶气反应器6，同时给溶气反应器中通入二氧化碳，使二氧化碳与废水在溶气反应器6中充分混合，而后通过自流进入降硬度反应池7；
4)在一级降硬度反应池中，二氧化碳气体与水中残余的氢氧化钙反应生成沉淀，去除剩余的部分硬度，而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定难以去除，需在二级降硬度反应池中加入少量纯碱溶液，去除这部分硬度，通过三级降硬度反应池充分反应后（相当于本申请中的化学除硬），由进液泵送入自动反洗表面过滤器进行精密过滤，底流返回中和池1中，清液进入自动反洗表面过滤器9中；
5)废水经三级降硬度反应后由进液泵3进入自动反洗表面过滤器9中进行过滤，滤渣因含水率较高所以回流至中和池1进一步反应；过滤后清液进入超滤装置10进行进一步深度处理，浓水返回到二级降硬度反应池中，进行再次处理，清液由清水池12进去反渗透装置11处理，反渗透出来的清液能够代替部分新鲜水供厂区或周边生活用水所需，浓水进入化盐系统进行浓缩化盐进而回收利用（相当于本申请中的双膜浓缩和分质回用）。
采用以上装置处理氯碱行业产生的浓盐水，可以利用其生产过程中产生的固体废物电石渣，在处理废水的同时也解决了电石渣的处理问题；并且处理后的清水能够回用各生产环节或其他，浓水可以用于化盐处理，最终实现零排放。
权利要求1与对比文件1相比，区别为：（1）权利要求1限定对碱性废渣进行处理的步骤；（2）权利要求1限定根据暂时硬度TH/钙硬度CH的比值与1的大小关系调整药剂加入种类，除硬后水的硬度，进一步限定加入碱性废渣和氢氧化钠的过程，处理后废水中钙、镁离子的含量；（3）权利要求1具体限定沉降分离中添加的药剂以及固液分离的具体设备及方式；（4）权利要求1具体限定双膜浓缩和分质回用步骤。基于该区别技术特征，权利要求1相对于对比文件1实际要解决的技术问题是：如何提高水处理效率。
对于区别（1），本领域技术人员公知对用于废水处理的药剂进行预处理，使之更适用于待处理水质进而可提高水处理效率，因此，本领域技术人员容易想到对碱性废渣进行处理。而粉碎、过筛、水洗除杂以及将离心得到的固体渣加入化浆用水制成浆液，都属于水处理领域常用的药剂预处理方法，且本领域技术人员为获得最佳的处理效率，有动机通过有限的试验，确定浆液的固含量，而5%～20%数值范围也属于浆液固含量的常见范围，并未产生预料不到的技术效果。且由于浆液由废渣制成，因此其中含有较大颗粒的杂质，属于常见现象，而通过泵加压将浆液输入旋液分离器以进行分离处理，制备氢氧化钙悬浆液，都属于本领域技术人员对废渣预处理的常规技术手段。
对于区别（2），本领域技术人员公知石灰软化法适用于碳酸盐硬度高的水软化，不能改变水的永久硬度；经石灰软化后，水中暂时硬度大部分可被除去；石灰-纯碱法则是用消石灰除去暂时硬度的同时，纯碱可去除永久硬度；用氢氧化钠可去除钙、镁离子，它是石灰-纯碱软化法的一个变体（参见公知常识证据1）。当TH/CH＞1，即暂时硬度大于钙硬度时，此时水中碳酸盐硬度高，适用于石灰软化法，本领域技术人员容易想到加入氢氧化钙浆液，提高废水的pH值，并提高废水中的钙镁比，由于石灰法不能使水彻底软化，根据本领域的公知常识，为了进一步降低水中硬度，容易想到再加少量氢氧化钠可使钙、镁杂质沉淀析出。而当TH/CH＜1，即暂时硬度小于钙硬度时，此时水中非碳酸盐硬度比较大，适用于石灰-纯碱法，本领域技术人员容易想到先投加氢氧化钙悬浆液，提高废水pH值，对比文件1也公开了在加入电石渣后通入二氧化碳，使二氧化碳气体与水中残余的氢氧化钙反应生成沉淀，去除剩余的部分硬度，而非碳酸盐硬度需要加入少量纯碱溶液去除，由于本领域公知，氢氧化钠去除钙、镁是石灰-纯碱法的一个变体，因此，本领域技术人员选择添加少量氢氧化钠来替代纯碱是本领域的常规替代。本领域技术人员还知晓石灰-纯碱可去除永久硬度，其反应原理是将钙、镁离子生成碳酸钙沉淀和碱式碳酸镁等，本领域技术人员为了除去较多非碳酸盐硬度，有动机投加含碳酸盐液体来脱除部分钙，通入二氧化碳继续增加钙的析出，再加入少量氢氧化钠获得镁离子的最终沉淀。本领域技术人员根据废液的组成以及添加碱性废渣后所起的化学反应，能够预期获得碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碱式碳酸镁等，且本领域技术人员能够预判废水中的硫酸盐、氟化物、硅酸盐、磷酸盐、石油类含量大幅度降低的技术效果。由于添加每种除硬剂的效果是本领域技术人员能够预期的，因此，最终废水中硬度降低的效果也是本领域技术员能够预期的。本领域技术人员根据最终要达到的废水除硬效果，有动机通过有限的试验控制碱性废渣加入量、氢氧化钠控制pH的范围、滞留时间，以及进入沉降分离系统的时机。
对于区别（3），为了加速沉降及消毒灭藻，本领域技术人员容易想到在沉降分离步骤中，在化学除硬后的废水中加入速沉剂和杀菌灭藻剂；斜板/管也是常用的固液分离沉降装置；而清液从沉降器上部溢流进入集水槽；沉淀物由下部汇集后泵送至卧螺式离心机进行分离，分离出的母液回至除硬设备入口，固体废渣外运，都属于本领域技术人员固液分离操作的常规技术手段。
对于区别（4），用砂滤代替对比文件1中的过滤器，并用盐酸中和后再进入超滤，属于水处理领域的常规技术手段，且本领域技术人员可通过有限的试验确定超滤膜孔径、超滤后废水SDI值及反渗透后回用于工业循环水补水的清水收率。
由此可见，在对比文件1的基础上结合所属技术领域的常规技术手段，得出权利要求1所要求保护的技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：区别技术特征不应割裂来看，各个区别有协同作用，不能单独认定三个区别技术特征是公知常识则三者结合在一起没有创造性。最接近的现有技术给出的技术启示与本申请是完全不同的解决问题的思路，本申请与现有技术相比，虽然区别特征很简单，但解决了技术问题，这在现有技术中没有任何启示，因此权利要求1具有创造性。
合议组认为：对比文件1公开了一种氯碱浓盐水处理回用装置，其解决了无机浓盐水如何实现零排放的技术问题，其已解决了本申请声称要解决的技术问题。基于本申请权利要求1与对比文件1的区别特征确定，权利要求1实际解决的技术问题是如何提高废水的处理效率。而基于对比文件1公开的内容结合本领域的公知常识能够解决上述技术问题。因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
基于以上事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年7月16日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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