发明创造名称：一种同步污水再生和海水淡化的系统及方法
外观设计名称：
决定号：193298
决定日：2019-10-23
委内编号：1F281136
优先权日：
申请（专利）号：201610407240.2
申请日：2016-06-12
复审请求人：东华大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：于丽娜
合议组组长：李珊
参审员：邓娜
国际分类号：C02F1/44;C02F103/08
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与最接近的现有技术存在区别特征，如果上述区别特征未被其他现有技术所公开，也不是本领域的公知常识，且上述技术方案取得了有益的技术效果，则该技术方案具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610407240.2，名称为“一种同步污水再生和海水淡化的系统及方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为东华大学，申请日为2016年6月12日，公开日为2016年11月9日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年1月29日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7相对于对比文件1（CN102745776A,公开日2012年10月24日）以及本领域的公知常识不具备专利法第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申请日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图，以及其于2016年9月27日提交的说明书第1-45段、2018年9月4日提交的权利要求第1-7项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种同步污水再生和海水淡化的系统，其特征在于，包括存储于原料液罐的废水、存储于汲取液罐的海水、压力协同渗透膜组件及反渗透膜组件，汲取液罐内的海水输入到反渗透膜组件中，经反渗透膜组件反渗透后产生的淡水另外收集，产生的浓缩的海水则输入到压力协同渗透膜组件的高渗透压侧，废水则输入到压力协同渗透膜组件的低渗透压侧，在压力协同渗透过程中，利用海水与污水的渗透压差作为驱动力，促进污水中的水分透过压力协同渗透膜组件中的正渗透膜进入海水中，稀释的海水回流至汲取液罐中，污水则回流至原料液罐；所述海水及所述废水经由各自的增压泵分别输入到所述反渗透膜组件及所述压力协同渗透膜组件的低渗透压侧，则在压力协同渗透过程中，利用海水与污水的渗透压差及外加压力共同作用作为驱动力；在所述反渗透膜组件用于排出所述浓缩的海水的排出管线上设置相应的能量回收装置，优选地，将能量回收装置回收的能量用于海水的前处理、后处理；所述压力协同渗透膜组件施加压力范围为1～10bar。
2. 如权利要求1所述的一种同步污水再生和海水淡化的系统，其特征在于，所述压力协同渗透膜组件包括两个相同的有机玻璃，两个有机玻璃间设有正渗透膜。
3. 如权利要求3所述的一种同步污水再生和海水淡化的系统，其特征在于，所述正渗透膜包括活性层及支撑层，所述废水对着活性层，所述浓缩的海水朝向支撑层。
4. 如权利要求1所述的一种同步污水再生和海水淡化的系统，其特征在于，所述污水为渗透压低于30～45g/L的海水渗透压的废水。
5. 如权利要求1所述的一种同步污水再生和海水淡化的系统，其特征在于，所述压力协同渗透膜组件为板式压力协同渗透膜组件或卷式压力协同渗透膜组件，所述压力协同渗透膜组件中的正渗透膜为聚酰胺正渗透膜或三醋酸纤维素正渗透膜；
所述反渗透膜组件为板式反渗透膜组件或卷式反渗透膜组件，所述反渗透膜组件中的反渗透膜为芳香聚酰胺膜或醋酸纤维素膜。
6. 一种基于权利要求1所述系统的同步污水再生和海水淡化的方法，其特征在于，过程如下：
原料液侧：以污水作为原料液，通过增压泵将原料液罐中的污水输入到压力协同渗透膜组件的低渗透压侧，由排出管回到原料液罐中；
汲取液侧：以海水作为汲取液，通过增压泵将汲取液罐中的海水输入到反渗透膜组件中，经反渗透后浓缩的海水经反渗透浓水排出管直接送入压力协同渗透膜组件中，在压力协同渗透过程中，利用海水与污水的渗透压差和外加压力共同作用作为驱动力，促进原料液中的水分透过正渗透膜进入海水中，最后稀释的海水回到汲取液罐中。
7. 如权利要求6所述的一种同步污水再生和海水淡化的方法，其特征在于，对海水进行前处理后再送入所述汲取液罐中；由所述反渗透膜产出的淡水根据需要进行进一步的后处理。”
驳回决定中指出：权利要求1与对比文件1的区别在于：明确了正渗透膜组件为压力协同渗透膜组件，海水存储于汲取液罐中，经正渗透膜组件稀释的海水回流至汲取液罐中，第一进料泵选择增压泵，在压力协同渗透过程中还利用外加压力作为驱动力，压力协同渗透膜组件施加压力范围为1～10bar；在反渗透膜组件用于排出浓缩的海水的排出管线上设置相应的能量回收装置，优选地，将能量回收装置回收的能量用于海水的前处理、后处理。然而对比文件1已经公开了第一进料泵，用于将正渗透原液输送到正渗透组件，高压泵，用于将稀释后的反渗透浓排水和反渗透原水混合加压后，作为反渗透进水进入反渗透组件，在此基础上，第一进料泵选用增压泵以增加外加压力作为驱动力与海水和污水的渗透压差协作，从而使得正渗透膜组件为压力协同渗透膜组件，从而提高正渗透膜的渗透压差是本领域的常规选择，且本领域技术人员能够通过常规的试验确定出压力协同渗透膜组件的施加压力范围。此外，设置汲取罐存储反渗透原水，并使得稀释的海水回流至汲取罐中是本领域技术人员能够作出的常规设置，在反渗透组件用于排出浓缩海水的排出管线上设置相应的能量回收装置以回收反渗透的能量并将能量回收装置回收的能量用于海水的前处理、后处理也是本领域技术人员能够作出的常规改进，其技术效果也是能够预期的。因此，权利要求1相对对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性。同理，独立权利要求6与之相对应的基于权利要求1的所述系统的同步污水再生和海水淡化的方法也不具备创造性。从属权利要求2-5,7的附加技术特征或被对比文件1所公开，或为本领域的公知常识，因而也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年4月28日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文件。复审请求人在提出复审请求时提交了两篇证据：（1）“正渗透——水纯化和脱盐的新途径”，高从堦等，《水处理技术》，第34卷第2期，2008年2月；（2）“反渗透海水淡化技术现状和展望”，高从堦等，《海洋技术学报》，第35卷第1期，2016年2月。上述证据（1）阐述了正渗透膜的特性、膜传递过程及利用正渗透进行海水淡化的工作原理，证据（2）涉及反渗透膜的特性以及利用反渗透膜进行海水淡化的技术。
复审请求人认为：本申请与对比文件1最突出的区别技术特征在于：废水经由增压泵输入到所述压力协同渗透膜组件的低渗透压侧，在压力协同渗透过程中，利用海水与污水的渗透压差及外加压力共同作用作为驱动力。首先，对比文件1中未披露上述特征，在对比文件1中，稀释后的反渗透浓排水和反渗透原水混合需要经过高压泵加压的目的在于确保“反渗透浓排水的渗透压高于正渗透原液的渗透压”，位于渗透膜的原液侧的泵的目的是用来输送液体，增加在原液上的压力是由于液体需要输送而不得不被动增加的，而不是技术人员主动增加的，本领域技术人员无动机将第一进料泵用增压泵替换。其次，根据本领域技术人员的常识，只需要确保选择性渗透膜的原液侧的原液压力小于驱动侧的驱动液压力即可实现正渗透，在选择性渗透膜的原液侧根本不需要主动地施加压力，复审请求人引用证据（1）说明上述正渗透膜的工作原理和过程为本领域的公知常识。与之不同，本申请通过增压泵主动在低渗透压侧增加废水的压力，实现压力协同渗透过程，在海水与污水的渗透压差及外加压力共同作用下，提高了正渗透汲取液一侧（反渗透原液/海水）的稀释速率，从而降低了后续反渗透的进水浓度和操作压力。因此，本申请权利要求1-7具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2019年5月7日发出复审请求受理通知书，并将案卷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认为，对比文件1实质上也认可在正渗透膜前可以施加外加压力的技术手段，而这种技术手段也是现有技术中存在的，已被多篇专利文献以及期刊文献所披露，且其技术效果可以预期。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
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
1、关于审查文本
复审请求人在复审阶段未提交修改文件，本复审请求审查决定所针对的审查文本是：复审请求人于申请日2016年6月12日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图，以及其于2016年9月27日提交的说明书第1-45段、2018年9月4日提交的权利要求第1-7项。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，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与最接近的现有技术存在区别特征，如果上述区别特征未被其他现有技术所公开，也不是本领域的公知常识，且上述技术方案取得了有益的技术效果，则该技术方案具备创造性。
权利要求1要求保护一种同步污水再生和海水淡化的系统。对比文件1公开了正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置，并具体公开了（参见说明书的第13-31段，附图1）：一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的装置，包括：第一正渗透原液进料泵2，用于将正渗透原液输送到正渗透组件，进料泵7，用于将反渗透浓排水作为正渗透驱动液，输送到正渗透组件；正渗透组件，按照正渗透原理，用于将正渗透原液浓缩，而将反渗透浓排水稀释；高压泵，用于将稀释后的反渗透浓排水和反渗透原水混合加压后，作为反渗透进水进入反渗透组件；反渗透组件，用于将反渗透进水处理为纯净水，所述装置，还包括：用于蓄积正渗透原液的正渗透原液池（相当于原料液罐），用于蓄积反渗透浓排水的反渗透浓排水蓄积池。利用反渗透浓排水的高渗透压对正渗透进料液进行浓缩，通过耦合反渗透和正渗透过程，同时实现反渗透浓排水的回收利用和正渗透进料液的浓缩和纯化处理。所述方法的处理过程包括：正渗透原液直接进入正渗透组件，反渗透浓排水作为正渗透的驱动液（即反渗透膜组件产生的浓缩的海水输入到正渗透膜组件的高渗透压测），正渗透原液的水透过正渗透组件的正渗透膜（即利用海水与污水的渗透压差作为驱动力，促进污水中的水分透过正渗透膜组件中的正渗透膜进入海水中），而反渗透浓排水被稀释后与反渗透原水混合，经过高压泵作为反渗透进水进入反渗透组件，利用反渗透过程将从正渗透原液渗透到驱动液侧的水进行回收（即经反渗透膜组件反渗透后产生的淡水另外收集），而将反渗透浓排水继续循环作为正渗透过程的驱动液。所述正渗透原液包括市政污水溶液；反渗透原水包括海水。
可见，权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1相比，区别技术特征至少包括：正渗透膜组件为压力协同渗透膜组件；第一进料泵选择增压泵，在压力协同渗透过程中还利用外加压力作为驱动力，压力协同渗透膜组件施加压力范围为1～10bar。
上述特征未被对比文件1所公开，基于目前对比文件1所披露的内容，本领域技术人员无动机将对比文件1中的正渗透膜组件替换为压力协同渗透膜组件，且目前尚无证据表明利用压力协同渗透膜组件实现正渗透以提升系统效率为本领域的公知常识，采用上述手段使得本申请的同步污水再生和海水淡化的系统能够提高正渗透汲取液一侧（反渗透原液/海水）的稀释速率，从而降低后续反渗透的进水浓度和操作压力，提升系统运行效率，取得了有益的技术效果。因此，基于目前的证据，权利要求1相对于对比文件1以及本领域的公知常识具备创造性。基于同样的理由，其对应的方法权利要求6也具备创造性。在其引用的权利要求具备创造性的基础上，从属权利要求2-5、7也具备创造性。
关于驳回决定和前置意见
原审查部门在驳回决定中认为：
对比文件1的背景技术还公开了：“正渗透膜分离技术相对于外加压力驱动的膜分离技术最显著的特点就是不需要外加压力或者在很低的外加压力下运行，而且膜污染情况相对较轻，能够持续长时间的运行而不需要清洗。”可见对比文件1实质上也认可在正渗透膜前可以施加外加压力的技术手段。而且在前置意见中进一步认为：利用对正渗透膜施加外加压力以提升其渗透效果的技术手段也是现有技术中存在的，并给出了专利文献和期刊文献的例证。本领域技术人员知晓，外加压力一来会消耗大量能源，二来会加剧膜污染速度，但本领域技术人员也知晓仅依靠渗透压差的驱动，其膜通量和渗透速度均是较低的，因此，平衡经济和效果因素，本领域技术人员有动机选择对正渗透膜组件施加外加压力，由此带来的增加水通量，继而降低后续反渗透操作压力的效果是可以预期的。
对此，合议组认为：
对比文件1背景技术所公开的内容“正渗透膜分离技术相对于外加压力驱动的膜分离技术最显著的特点就是不需要外加压力或者在很低的外加压力下运行，而且膜污染情况相对较轻，能够持续长时间的运行而不需要清洗”为正渗透膜的优点的描述，本领域技术人员公知，正渗透膜正是通过膜两侧的渗透压差实现水处理，其中提及“不需要外加压力或者在很低的外加压力下”属于正渗透膜本身的所固有的特点的描述，或者说是正渗透膜正常发挥作用的一般性条件。从该语句的整体含义分析，其意在指出正渗透中“不需要外加压力或者在很低的外加压力下运行”的特点，是显著区别于“外加压力驱动的膜分离技术”的特征，即正渗透膜并非“外加压力驱动的膜分离技术”，因此，本领域技术人员难以从中确定上述语句其意指可在正渗透过程中同时再施加外加压力。而本申请明确记载了在正渗透过程中有目的地施加并控制压力：“所述压力协同渗透膜组件施加压力范围为1～10bar(参见说明书第13段)”，可见，对比文件1上述对正渗透膜特点的描述与本申请所述“压力协同渗透”的含义不同，即不能据此确定对比文件1披露了在正渗透过程中进行压力协同渗透的技术方案。
对于前置意见所提及的现有技术中的专利及期刊文献，合议组认为：首先，在驳回决定中，并未给出本申请相对于上述文献不具备创造性的驳回理由；其次，上述文献尚不足以证明“利用对正渗透膜施加外加压力以提升其渗透效果”的技术手段在申请日前已为公知技术，因此合议组不予采纳。
基于以上事实和理由，合议组作出以下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年1月29 日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本申请继续进行审查。
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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