发明创造名称：一种脱硫废水软化处理装置及方法
外观设计名称：
决定号：193437
决定日：2019-10-25
委内编号：1F280294
优先权日：
申请（专利）号：201610081294.4
申请日：2016-02-05
复审请求人：大唐环境产业集团股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：贾钧琳
合议组组长：李珊
参审员：朱红霞
国际分类号：C02F9/04,C02F101/20
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：虽然一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别特征，但本领域技术人员在最接近的现有技术的基础上结合本领域普通技术知识和常规实验手段能够显而易见地获得该技术方案，而且由此所获得的该技术方案也并未取得意料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610081294.4，名称为“一种脱硫废水软化处理装置及方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为大唐环境产业集团股份有限公司，申请日为2016年2月5日，公开日为2016年5月18日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年2月11日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是权利要求1-10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：申请日提交的说明书第1-44段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2018年7月6日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种脱硫废水软化处理方法，包括以下步骤：
步骤一，脱硫废水进入析出反应池，向析出反应池中加入硫酸钙晶种，晶种质量浓度控制为1％～15％，反应时间控制在10～60分钟，降低废水中硫酸钙浓度，得到低浓度脱硫废水；
步骤二，低浓度脱硫废水通过管道或溢流方式进入初沉池，进行沉淀分离，得到沉淀污泥和初澄清废水，至少部分沉淀污泥回流至析出反应池，作为补充晶种；
步骤三，初澄清废水通过管道或溢流方式进入二级软化池，向二级软化池内加入一组合药剂A，控制pH值在9～12之间，去除初澄清废水中的钙、镁和重金属污染物，得到二级软化废水；
步骤四，二级软化废水通过管道或溢流方式进入絮凝反应池，向絮凝反应池内加入一组合药剂B，提高二级软化废水中悬浮物沉降性能，得到沉降废水；
步骤五，沉降废水通过管道或溢流方式进入二沉池，通过沉淀后得到沉淀污泥和出水。
2. 如权利要求1所述的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，所述硫酸钙晶种为二水硫酸钙。
3. 如权利要求1所述的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，步骤一中，使脱硫废水中硫酸钙浓度降低至近饱和状态。
4. 如权利要求1所述的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，未回流至析出反应池的剩余沉淀污泥通过污泥管道排入一石膏脱水机，作为石膏副产品综合利用。
5. 如权利要求1所述的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，所述组合药剂A包括碱性物质、碳酸盐和有机硫；所述组合药剂B包括絮凝剂和助凝剂。
6. 一种基于权利要求1至5任一项所述方法的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，包括：
一析出反应池，设有一晶种投放装置，用以投放硫酸钙晶种，控制晶种质量浓度为1％～15％；
与所述析出反应池连通的一初沉池，其底部设有一第一排泥管道；所述第一排泥管道通过一回流管道连通至所述析出反应池；
与所述初沉池连通的一除钙沉淀池组。
7. 如权利要求6所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述除钙沉淀池组包括依次连通的一二级软化池、一絮凝反应池及一二沉池；所述二级软化池设有一第一加药管路；所述絮凝反应池设有一第二加药管路；所述二沉池与一出水管路连通；所述二级软化池的底部与二沉池的底部与一第二排泥管道连通。
8. 如权利要求7所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述析出反应池、二级软化池及絮凝反应池均设有液混装置。
9. 如权利要求8所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述液混装置为一搅拌装置或一曝气装置。
10. 如权利要求7所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述析出反应池、初沉池、二级软化池及二沉池的底部均为斗状，所述斗状的尖端连通第一排泥管道或第二排泥管道。”
驳回决定认为，权利要求1与对比文件2（CN104828999A，公开日：2015年8月12日）的区别在于：在软化处理前投加硫酸钙晶种，并进行了具体限定。对于上述区别，由于脱硫废水中通常含有石膏，为防止在后续设备中结垢，需在除去其它金属离子前使溶解的石膏沉淀析出，而析出的沉淀污泥作为石膏结晶的晶种重新返回使用，属于本领域的公知常识（参见公知常识性证据1：“火电厂湿法烟气脱硫技术手册”，周志祥 等，中国电力出版社，2006年6月第一版，第190-191页）。为避免设备结垢，本领域技术人员有动机想到在对比文件2的废水软化处理前设置析出反应池并投加硫酸钙晶种析出石膏，并将至少部分沉淀污泥回流至析出反应池作为补充晶种，至于晶种浓度和反应时间是根据实际处理需要通过有限试验可以确定的。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其从属权利要求2-5以及涉及权利要求1-5所述方法对应装置的权利要求6-10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22日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的修改替换页（权利要求第1-9项），所作修改为将原权利要求5与权利要求1合并，并对其余权利要求的引用关系进行适应性调整。新修改的独立权利要求1如下：
“1. 一种脱硫废水软化处理方法，包括以下步骤：
步骤一，脱硫废水进入析出反应池，向析出反应池中加入硫酸钙晶种，晶种质量浓度控制为1％～15％，反应时间控制在10～60分钟，降低废水中硫酸钙浓度，得到低浓度脱硫废水；
步骤二，低浓度脱硫废水通过管道或溢流方式进入初沉池，进行沉淀分离，得到沉淀污泥和初澄清废水，至少部分沉淀污泥回流至析出反应池，作为补充晶种；
步骤三，初澄清废水通过管道或溢流方式进入二级软化池，向二级软化池内加入一组合药剂A，控制pH值在9～12之间，去除初澄清废水中的钙、镁和重金属污染物，得到二级软化废水；
步骤四，二级软化废水通过管道或溢流方式进入絮凝反应池，向絮凝反应池内加入一组合药剂B，提高二级软化废水中悬浮物沉降性能，得到沉降废水；
步骤五，沉降废水通过管道或溢流方式进入二沉池，通过沉淀后得到沉淀污泥和出水；
所述组合药剂A包括碱性物质、碳酸盐和有机硫；所述组合药剂B包括絮凝剂和助凝剂。”
复审请求人认为：（1）公知常识性证据1没有公开加入石膏晶种的浓度及其反应时间，而晶种浓度对硫酸钙析出效果至关重要。（2）对比文件2中药剂1（石灰、石灰石、苛性钠或碳酸钠中的一种或多种）、药剂2（有机硫化物）分别加入到pH调整池和反应池，而本申请的除重设备为一个二级软化池，同时投入碱性物质、碳酸盐和有机硫，占地小，设备运行维护成本低。（3）对比文件2的处理装置包括pH调整池、反应池、絮凝池，但没有涉及本申请的析出反应池和初沉池及其设置和连接关系。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年5月9日依法受理了该复审请求，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认为，本领域技术人员知晓晶种添加量和结晶时间是影响结晶的重要因素之一，且晶种添加量应根据最终产品要求确定，根据结晶要求等因素优化调整并通过有限试验可以确定上述参数，相关连接关系也是本领域技术人员容易确定出的。直接在一个池体中同时投加上述药剂也是本领域的普遍做法。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。
合议组于2019年9月20日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-9不符合专利法第22条第3款的规定。具体理由如下：权利要求1与对比文件2的区别特征在于：（1）在软化处理前投加硫酸钙晶种，进行初步沉淀分离，具体为：脱硫废水进入析出反应池，向析出反应池中加入硫酸钙晶种，晶种质量浓度控制为1％～15％，反应时间控制在10～60分钟，降低废水中硫酸钙浓度，得到低浓度脱硫废水；低浓度脱硫废水通过管道或溢流方式进入初沉池，进行沉淀分离，得到沉淀污泥和初澄清废水，至少部分沉淀污泥回流至析出反应池，作为补充晶种；（2）将对比文件2中的除重设备pH值调整池和反应池集成为二级软化池，软化处理时直接将碱性物质、碳酸盐和有机硫同时投入二级软化池中。对于区别（1），脱硫废水中通常含有石膏，为防止在后续设备中结垢，需在除去其他金属离子前使溶解的石膏沉淀析出，而析出的沉淀污泥作为石膏结晶的晶种重新返回使用，属于本领域的公知常识（参见公知常识性证据1第191页第3段），晶种浓度和反应时间等是本领域技术人员根据具体工况下的石膏结晶效果通过有限试验可以确定的。对于区别（2），本领域技术人员为了降低设备及维护成本，将对比文件2中的除重设备pH值调整池和反应池集成为二级软化池，直接将碱性物质、碳酸盐和有机硫同时投入二级软化池中是不需要付出创造性劳动的。其从属权利要求2-4以及涉及权利要求1-4所述方法对应装置的权利要求5-9也不具备创造性。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）公知常识性证据1给出了在除重步骤前使溶解石膏沉淀析出从而避免设备结垢，其中析出沉淀可以作为石膏结晶的晶种回用的技术启示，本领域技术人员根据具体应用工况的结晶效果通过有限试验确定出合适的晶种浓度和反应时间等参数是不需要付出创造性劳动的。（2）本领域技术人员为了降低设备及维护成本，将对比文件2中的除重设备pH值调整池和反应池集成为二级软化池是不需要付出创造性劳动的。（3）软化池和沉淀池的底部均与一排泥管道连通等连接关系也是本领域技术人员根据其各自的功能容易确定出的。
复审请求人于2019年9月26日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为，晶种浓度对硫酸钙析出效果至关重要，浓度过高可能会造成晶种反溶，不能起到诱导析出作用；浓度过低会造成固液接触不充分，也不利于过饱和的硫酸钙析出。公知常识性证据1中并没有披露加入的石膏晶种的浓度，也没有提及石膏沉淀析出的反应时间，不同的晶种浓度和反应时间的组合所对应的最终产品所能达到的质量指标是难以预期的。本申请通过控制晶种质量浓度控制为1%～15%，反应时间在10～60分钟，吨水软化成本约为10元，由于加入晶种，在减少药剂投放的同时也减少了污泥处理量，污泥处理成本可较常规脱硫废水软化处理工艺降低40%，取得了预料不到的技术效果。
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
复审请求人在提出复审时修改了权利要求书，因此本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日提交的说明书第1-44段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2019年4月22日提交的权利要求第1-9项。
2、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，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
虽然一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别特征，但本领域技术人员在最接近的现有技术的基础上结合本领域普通技术知识和常规实验手段能够显而易见地获得该技术方案，而且由此所获得的该技术方案也并未取得意料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
具体到本案，权利要求1要求保护一种脱硫废水软化处理方法。对比文件2公开了一种电厂脱硫废水的超声雾化处理工艺，包括以下步骤：(1)将脱硫废水输送至pH值调整池；(2)在pH值调整池内加入石灰、石灰石、苛性钠或碳酸钠中的一种或多种（其中石灰、苛性钠均是碱性物质），pH值控制在8-10之间，以产生部分重金属氢氧化物并自流进入反应池；(3)加入有机硫化物以产生硫化汞、硫化铜沉淀，再自流进入絮凝沉淀池；(4)加入铁盐（是一种絮凝剂）、高分子絮凝剂、助凝剂使废水中分散的悬浮物颗粒和部分COD凝聚成集中的絮凝体；(5)絮凝沉淀池清水采用超声雾化方式氧化水中的COD；(6)污泥脱水利用及污水达标排放（参见说明书第5-14段）。
权利要求1与对比文件2公开的技术内容相比，区别在于：（1）在软化处理前投加硫酸钙晶种，进行初步沉淀分离，具体为：脱硫废水进入析出反应池，向析出反应池中加入硫酸钙晶种，晶种质量浓度控制为1％～15％，反应时间控制在10～60分钟，降低废水中硫酸钙浓度，得到低浓度脱硫废水；低浓度脱硫废水通过管道或溢流方式进入初沉池，进行沉淀分离，得到沉淀污泥和初澄清废水，至少部分沉淀污泥回流至析出反应池，作为补充晶种；（2）将对比文件2中的除重设备pH值调整池和反应池集成为二级软化池，软化处理时直接将碱性物质、碳酸盐和有机硫同时投入二级软化池中。
基于上述区别可以确定权利要求1相对于对比文件2实际解决的技术问题是如何避免处理设备结垢以及如何降低设备及维护成本。
对于区别（1），脱硫废水中通常含有石膏，为防止在后续设备中结垢，需在除去其他金属离子前使溶解的石膏沉淀析出，而析出的沉淀污泥作为石膏结晶的晶种重新返回使用，属于本领域的公知常识（参见公知常识性证据1第191页第3段，其中记载了“排放的废水通常是石膏的过饱和溶液，为了防止在下面的设备中结垢，在除去金属物质前必须使溶解的石膏沉淀析出，从澄清池底部将一部分泥浆返回中和罐，一方面用作石膏结晶的晶种，另一方面降低溶液的饱和度”）。为避免设备结垢，本领域技术人员有动机在对比文件2的废水软化处理前，设置析出反应池并投加硫酸钙晶种析出石膏，并通过初沉池进行沉淀分离，得到沉淀污泥和初澄清废水，并对初澄清废水进行后续处理，将至少部分沉淀污泥回流至析出反应池作为补充晶种。关于晶种添加浓度和反应时间，对于本领域技术人员来说，在过饱和溶液中加入晶种的作用是为了提高结晶速率，晶种添加过少难以达到促进结晶的目的，而晶种加入过多可能引发配合效应，反而使沉淀物的溶解度增大，甚至造成反溶，因此本领域技术人员有动机选择合适的晶种添加浓度以及反应时间，根据具体应用工况的结晶效果通过有限试验确定出合适的晶种浓度和反应时间等参数是不需要付出创造性劳动的。对于区别（2），对比文件2已经公开了在pH调整池内加入组合药剂形成重金属氢氧化物等沉淀，在反应池中加入有机硫化物形成汞、铜的硫酸物沉淀，由于上述pH调整以及加入有机硫化物都是用于除重，且试剂之间不发生反应，本领域技术人员为了降低设备及维护成本，将对比文件2中的除重设备pH值调整池和反应池集成为二级软化池，软化处理时直接将碱性物质、碳酸盐和有机硫同时投入二级软化池中是不需要付出创造性劳动的，并且集成后带来的技术效果也是本领域技术人员能够预期的。因此本领域技术人员在对比文件2的基础上结合本领域普通技术知识和常规实验手段得出权利要求1要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求2-4，二水硫酸钙是常规的硫酸钙晶种；使脱硫废水中硫酸钙的浓度降低至近饱和状态是根据析出反应的要求确定的；由于初沉池中沉淀物主要是石膏，具有回收利用价值，本领域技术人员容易想到将未回流至析出反应池的剩余沉淀污泥通过污泥管道排入一石膏脱水机，作为石膏副产品综合利用。因此当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5要求保护一种基于权利要求1至4任一项所述方法的脱硫废水软化处理装置。对比文件2是最接近的现有技术，其具体的公开内容参见对权利要求1的评述，其中pH调整池、反应池、絮凝沉淀池整体对应于“一除钙沉淀池组”。权利要求5要求保护的技术方案与对比文件2公开的技术内容相比，区别在于：在软化处理装置前设析出反应池与初沉池，具体为：包括一析出反应池，设有一晶种投放装置，用以投放硫酸钙晶种，控制晶种质量浓度为1％～15％；与所述析出反应池连通的一初沉池，其底部设有一第一排泥管道；所述第一排泥管道通过一回流管道连通至所述析出反应池以及与所述初沉池连通的一除钙沉淀池组。
基于上述区别可以确定权利要求5相对于对比文件2实际解决的技术问题是如何避免处理设备结垢。
对于上述区别，关于在软化处理装置前设析出反应池与初沉池参见对权利要求1的评述，另外，为便于投加硫酸钙晶种，本领域技术人员容易想到在析出反应池设置晶种投放装置，且在初沉池底部设置排泥管道是本领域的常规设置，为实现晶种回流，将该排泥管道与回流管道连通至析出反应池也是本领域的常规选择。因此，本领域技术人员在对比文件2的基础上结合本领域普通技术知识和常规实验手段得出权利要求5要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求6，基于前述对于权利要求1中脱硫废水软化处理方法的评述可知，除钙沉淀池组包括依次连通的二级软化池、絮凝反应池和沉淀池是本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上容易得出的，至于软化池、絮凝反应池上分别设置加药管路，沉淀池与出水管路连通，软化池和沉淀池的底部均与一排泥管道连通，也是本领域的常规设置。对于权利要求7-9，在析出反应池、二级软化池和絮凝反应池中设置液混装置是为保证混合均匀通常采用的设置，搅拌装置或曝气装置是常规的液混装置类型，析出反应池、初沉池、二级软化池、二沉池的底部均为斗状是为便于排泥所采用的常规设置，将斗状的尖端与前述相应排泥管道连通也是本领域的常规选择。因此当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求6-9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人于2019年9月26日的意见陈述，合议组认为：公知常识性证据1给出了在除重步骤前使溶解石膏沉淀析出从而避免设备结垢，其中析出沉淀可以作为石膏结晶的晶种回用的技术启示，虽然没有公开晶种浓度和反应时间，但是对于本领域技术人员来说，在过饱和溶液中加入晶种的作用是为了提高结晶速率，晶种添加过少难以达到促进结晶的目的，而晶种加入过多可能引发配合效应，反而使沉淀物的溶解度增大，甚至造成反溶，因此本领域技术人员完全有能力根据具体应用工况的结晶效果通过有限试验确定出合适的晶种浓度和反应时间等参数，期间不需要付出创造性劳动。关于复审请求人所强调的技术效果，虽然对比文件2没有公开其工艺的吨水处理成本，但是对比文件2公开了其具备工艺流程简单、占地面积小、节省成本等优点，公知常识性证据1给出了析出沉淀可以作为晶种回用促进石膏结晶的技术启示，本领域技术人员能够预期由于加入晶种，可以减少污泥处理量并降低软化处理工艺成本，即复审请求人所强调的本申请具备的软化处理成本低的技术效果是本领域技术人员在对比文件2基础上结合本领域公知常识能够预期的。同时，根据本申请说明书的记载，由于加入晶种，在减少药剂投放的同时也减少了污泥处理量，污泥处理成本可较常规脱硫废水软化处理工艺降低40％（参见说明书第43段），表明成本的降低是由于加入晶种带来的技术效果，说明书中没有证据表明权利要求1中所限定的“晶种质量浓度控制为1％～15％，反应时间控制在10～60分钟”的特定数值范围的选择带来预料不到的技术效果。
综上，复审请求人的主张不能成立。
基于上述事实和理由，合议组做出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年2月11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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