发明创造名称：一种高浓度氨氮化工废水的生物处理方法
外观设计名称：
决定号：200839
决定日：2020-01-14
委内编号：1F277952
优先权日：
申请（专利）号：201610431778.7
申请日：2016-06-16
复审请求人：徐州工程学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘长青
合议组组长：李波
参审员：曹梦
国际分类号：C02F3/30,C02F101/16
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：评价一项权利要求的创造性时，如果该权利要求所限定的技术方案与最接近的对比文件之间存在区别技术特征，而该区别技术特征或是特征省略且相应的功能也消失，或是已被另一篇对比文件所公开，并且与其在该权利要求技术方案中所起的作用相同，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610431778.7，名称为“一种高浓度氨氮化工废水的生物处理方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为徐州工程学院，申请日为2016年6月16日，公开日为2016年8月31日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年2月19日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-8相对于对比文件1（CN102718370A，公开日为2012年10月10日）、对比文件2（CN103833097A，公开日2014年6月4日）、对比文件3（“2种填料作为生物膜载体修复微污染河水的比较”，曹文平，环境工程学报，第8卷第3期，2014年3月，第967-971页）及本领域普通技术知识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，权利要求9相对于对比文件1、2及本领域普通技术知识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为2016年6月16日提交的说明书第1-60段、说明书附图、说明书摘要；2018年12月18日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高浓度氨氮废水的生物处理方法，其特征在于，由如下步骤组成：
(1)将氨氮浓度介于1000mg/L-2000mg/L的高浓度氨氮废水进行脱氧处理，使废水中溶解氧浓度不高于1mg/L；
(2)将所述脱氧处理后的废水依次进行厌氧氨氧化处理、固相反硝化处理、一级好氧硝化处理、二级好氧硝化处理和沉淀处理；
所述一级好氧硝化处理的水力停留时间为10h～12h；
所述的一级好氧硝化处理在以竹丝和空心塑料球为混合填料的条件下进行，所述混合填料的投加率为35％～45％，所述混合填料中竹丝和空心塑料球的体积比为1:0.5～2；
所述二级好氧硝化处理的水力停留时间为12h～18h；
所述的二级好氧硝化处理在以竹丝和空心塑料球为混合填料的条件下进行，所述混合填料的投加率为15％～30％，所述混合填料中竹丝和空心塑料球的体积比为1:0.5～2。
2. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沉淀处理的出水中部分回流进入厌氧氨氧化处理阶段，所述出水的回流比为150％～200％。
3. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述厌氧氨氧化处理的水力停留时间为6h～8h；
所述的厌氧氨氧化处理在以空心塑料球为填料的条件下进行，所述空心塑料球的投加率为40％～50％。
4. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述固相反硝化处理的水力停留时间为10h～14h；
所述的固相反硝化处理在以竹丝为填料的条件下进行，所述竹丝填料的投加率为30％-40％。
5. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沉淀处理的水力停留时间为6-8h；所述的沉淀处理在以空心塑料球为填料的条件下进行，所述填料的投加率为10％～20％。
6. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的固相反硝化处理、一级好氧硝化处理及二级好氧硝化处理中，向废水中投加营养物质，每天的投加次数为2～3次，每次投加量为0.5～2kg，两次投加的间隔时间不少于6h。
7. 如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述的营养物质包括以下质量含量的组分：碳源80～95％，磷源5～10％，微量元素1～2％。
8. 如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述的碳源为葡萄糖或淀粉；所述的磷源为磷酸氢钾或磷酸二氢钾；所述的微量元素为碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁中的一种或几种。
9. 一种高浓度氨氮废水的生物处理装置，包括消氧器、厌氧氨氧化池、固相反硝化池、一级好氧硝化池、二级好氧硝化池和沉淀回流池；所述消氧器的出水口与厌氧氨氧化池进水口相连；所述厌氧氨氧化池的出水口与固相反硝化池的进水口相连；所述固相反硝化池的出水口与一级好氧硝化池的进水口相连；所述一级好氧硝化池的出水口与二级好氧硝化池的进水口相连；所述二级好氧硝化池的出水口与沉淀回流池相连。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年3月30日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，其中修改了权利要求1步骤（1）中的溶解氧浓度，并将从属权利要求3-5的附加技术特征上升至独立权利要求1，同时删除了权利要求9。复审请求人认为：1、对比文件1中记载焦化废水的氨氮浓度为100-700mg/L，而本申请针对的废水氨氮浓度为1000-2000mg/L，认为对比文件1的方案可以处理所有的高浓度氨氮废水，未免有些武断；2、对比文件1二段生化系统前先经过初曝池，其中含有活性污泥和粉末活性炭，其中的活性炭能提升对废水中污染物的去除效果（参见“粉末活性碳性质对PACT工艺的影响研究”，张龙等，工业水处理，2012,32（11）：第36-39页），据此本领域技术人员显而易见想到的是使用PACT法处理氨氮废水，而非没有预曝处理的步骤；3、对比文件2仅公开了一种脱氧的方法，并不涉及高浓度氨氮废水的处理过程，而对比文件3仅是对竹丝和空心塑料球处理效果的对比，并不涉及各处理步骤如何选择不同的填料。提复审请求时修改的权利要求书如下：
“1. 一种高浓度氨氮废水的生物处理方法，其特征在于，由如下步骤组成：
(1)将氨氮浓度介于1000mg/L-2000mg/L的高浓度氨氮废水进行脱氧处理，使废水中溶解氧浓度不高于0.3mg/L；
(2)将所述脱氧处理后的废水依次进行厌氧氨氧化处理、固相反硝化处理、一级好氧硝化处理、二级好氧硝化处理和沉淀处理；
所述一级好氧硝化处理的水力停留时间为10h～12h；
所述的一级好氧硝化处理在以竹丝和空心塑料球为混合填料的条件下进行，所述混合填料的投加率为35％～45％，所述混合填料中竹丝和空心塑料球的体积比为1:0.5～2；
所述二级好氧硝化处理的水力停留时间为12h～18h；
所述的二级好氧硝化处理在以竹丝和空心塑料球为混合填料的条件下进行，所述混合填料的投加率为15％～30％，所述混合填料中竹丝和空心塑料球的体积比为1:0.5～2；
所述厌氧氨氧化处理的水力停留时间为6h～8h；所述厌氧氨氧化处理在以空心塑料球为填料的条件下进行，所述空心塑料球的投加率为40％～50％；
所述固相反硝化处理的水力停留时间为10h～14h；所述固相反硝化处理在以竹丝为填料的条件下进行，所述竹丝填料的投加率为30％-40％；
所述沉淀处理的水力停留时间为6-8h；所述沉淀处理在以空心塑料球为填料的条件下进行，所述填料的投加率为10％～20％。
2. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沉淀处理的出水中部分回流进入厌氧氨氧化处理阶段，所述出水的回流比为150％～200％。
3. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的固相反硝化处理、一级好氧硝化处理及二级好氧硝化处理中，向废水中投加营养物质，每天的投加次数为2～3次，每次投加量为0.5～2kg，两次投加的间隔时间不少于6h。
4. 如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述的营养物质包括以下质量含量的组分：碳源80～95％，磷源5～10％，微量元素1～2％。
5. 如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述的碳源为葡萄糖或淀粉；所述的磷源为磷酸氢钾或磷酸二氢钾；所述的微量元素为碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁中的一种或几种。”
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，并于2019年4月10日发出复审请求受理通知书，同时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27日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-5相对于对比文件1、2及本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时认为：1、对比文件1公开了焦化厂蒸氨废水的氨氮为100-700mg/L左右，但焦化废水在蒸氨预处理之前氨氮浓度通常会高达1000-2000mg/L是本领域的公知常识，即本申请将氨氮浓度限定在1000-2000mg/L相当于不进行蒸氨处理，但省略该步骤所获得的技术效果是本领域技术人员能够预料得到的；2、对比文件1中经初曝池曝气后去除废水中所含的大部分COD、挥发酚和氰化物，并产生大量的硝基氮，从而为焦化废水在Anammox池发生厌氧氨氧化提供良好的环境，而本申请不设初曝池，就显然失去了其去除污染物并提供硝基氮的作用；3、权利要求1中仅限定了脱氧处理及之后溶解氧浓度不高于0.3mg/L，即使说明书也仅记载有脱氧器，均未涉及更具体的脱氧处理手段，即得不出其对高浓度氨氮废水有何针对性，而对比文件2给出了在厌氧处理前脱氧处理以提高厌氧工艺效率的技术启示，此外，竹丝和空心塑料球均是本领域常用的填料。
复审请求人于2019年10月24日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：1、对比文件1中焦化厂蒸氨废水的氨氮浓度为100-700mg/L,本领域中也没有不进行蒸氨或氨气吹脱而直接对氨氮废水进行处理的先例，而本申请无需进行蒸氨或氨气吹脱，直接对浓度为1000-2000mg/L的氨氮废水进行处理；2、本申请无需初曝池，通过对整体脱氮流程的设计以及对各个步骤条件的控制达到脱氮效率高、COD去除率高的效果；3、仅通过对比文件2中的溶解氧浓度不会得知如何对高浓度氨氮废水进行处理并提高氨氮去除率。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
复审请求人在提复审请求时提交了修改的权利要求书，经合议组审查，该修改的权利要求书符合专利法第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的审查文本为2016年6月16日提交的说明书第1-60段、说明书附图、说明书摘要；2019年3月30日提交的权利要求第1-5项。
（二）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。
评价一项权利要求的创造性时，如果该权利要求所限定的技术方案与最接近的对比文件之间存在区别技术特征，而该区别技术特征或是特征省略且相应的功能也消失，或是已被另一篇对比文件所公开，并且与其在该权利要求技术方案中所起的作用相同，则该权利要求不具备创造性。
1、权利要求1请求保护一种高浓度氨氮废水的生物处理方法。对比文件1公开了一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第0008-0017段及图2）：所述方法是废水进入二段生化系统进行硝化反硝化作用前先经过一个初曝池，初曝池去除大量COD、挥发酚和氰化物；二段生化系统包括一个Anammox池、一个兼氧池和一个好氧池，Anammox池能够进行厌氧氨氧化；兼氧池进行反硝化脱氮（相当于固相反硝化处理），好氧池进行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中预先分别加入各自体积1.0%-2.5%的微生物载体以及1.5%-4.0%的微生物制剂；此外，由图2可知好氧池后还连接有二沉池；更进一步地，Anammox池的水温控制在25-35℃，pH控制6-9，DO（溶解氧）＜0.5mg/L，MLVSS（有效污泥浓度）在3-6g/L；经本发明处理后，焦化废水的氨氮可以控制在15mg/L以下。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别特征在于：（1）权利要求1限定了高浓度氨氮废水的氨氮浓度，以及在进行厌氧氨氧化处理之前对其进行脱氧处理，使废水中溶解氧浓度不高于0.3mg/L，同时省略了对比文件1中的初曝池；（2）权利要求1限定了好氧硝化处理为两级，并分别限定了厌氧氨氧化处理、固相反硝化处理、一级好氧硝化处理、二级好氧硝化处理和沉淀处理的水力停留时间、填料组成和投加率。基于上述区别特征，权利要求1实际解决的技术问题是：如何优化高浓度氨氮废水的脱氮效果。
对于区别特征（1），对比文件1还公开了（参见说明书第0002段）工厂产生的焦化废水是在炼焦生产过程中产生的大量成份复杂、浓度高的废水，一般焦化厂的蒸氨废水水质如下：CODCr2000-10000mg/L、酚100-900mg/L、氰10-50mg/L、油50-200mg/L、氨氮100-700mg/L左右，是一种高COD和高氨氮的难降解工业废水。由此可知，对比文件1虽然明确了焦化厂蒸氨废水的氨氮浓度为100-700mg/L左右，但其也明确了提供的方法是适用于高氨氮废水的，而焦化废水在蒸氨预处理之前氨氮浓度通常会高达1000-2000mg/L是本领域公知常识，不经蒸氨预处理而直接将焦化废水使用对比文件1的方法进行处理所获得的技术效果是本领域技术人员能够预料得到的；又由于对比文件1还公开有控制Anammox池的DO＜0.5mg/L，当进入Anammox池的待处理废水的DO值不能满足上述要求时，本领域技术人员有动机寻求能降低废水DO的技术手段，而对比文件2公开了一种适用于厌氧工艺中的污水脱氧的方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第0004-0011段及图1）：利用污水自身流动形成的压力梯度场和离心场，在5～45℃下于旋流脱氧装置中对所述污水进行脱氧处理；脱氧后得到液相污水和富氧气相，所述液相污水流入厌氧区，所述液相污水的溶氧量DO效果为0.1～0.2mg/L（相当于不高于0.3mg/L），通过对溶氧污水中的微小气泡及氧气进行有效去除，有效地提高了厌氧工艺的污水处理效率，降低了污水处理过程的能耗。由此可知，在厌氧处理前对废水进行脱氧处理，使废水中溶解氧浓度不高于0.3mg/L已被对比文件2公开，且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是用于提高厌氧处理效果，即对比文件2给出了在厌氧处理前降低废水DO的技术启示；而省略对比文件1中的初曝池也失去了其作用，不能使相应的技术方案具备创造性。
对于区别特征（2），虽然对比文件1是一级好氧硝化处理，但为了充分进行好氧硝化，将其设置为两级是本领域的惯用技术手段；此外，由于对比文件1还公开了（参见说明书第0008段）在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中预先分别加入各自体积1.0%-2.5%的微生物载体以及1.5%-4.0%的微生物制剂，基于此，本领域技术人员自然可以根据待进行的处理而选择投加何种微生物载体（相当于填料），又由于竹丝和空心塑料球均是水处理中常用的填料，在不同的处理池中无论是单一投加，还是混合投加均是本领域技术人员能作出的常规选择，至于不同处理阶段的水力停留时间、填料投加率和/或填料中竹丝与空心塑料球的体积比是本领域技术人员根据实际处理效率通过常规实验即可确定的常规参数。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常规技术手段得到权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1所要求保护的技术方案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。
2、权利要求2对权利要求1作了进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书第0011段）：好氧池的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比为1:2-4。在此基础上，为了减少回流的硝化液中溶解氧对厌氧氨氧化的抑制作用，将硝化液经沉淀处理后再回流至Anammox池是本领域技术人员容易作出的常规调整，具体的回流比也是根据厌氧氨氧化对硝态氮或亚硝态氮的需求情况而通过实验即可确定的。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对于从属权利要求3-5，进行生化处理时为了强化系统中微生物的活性，向其中投加营养物质以建立营养平衡是本领域的惯用技术手段，而营养物质通常包含C、N、P和微量元素，由于处理的是高氨氮废水，故本领域技术人员容易想到只投加碳源、磷源和微量元素，葡萄糖、淀粉是常见的碳源，磷酸氢钾、磷酸二氢钾是常见的磷源，碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁是常见的微量元素，至于具体的投加次数、投加量、投加间隔以及各营养源的质量含量组分是本领域技术人员根据实际情况通过实验结合处理效果即可确定的。因此，在引用的权利要求不具备创造性的基础上，从属权利要求3-5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人陈述的意见，合议组认为：
1、虽然对比文件1公开了焦化厂蒸氨废水的氨氮在100-700mg/L左右，以及本领域通常先进行蒸氨或氨气吹脱处理，但这是由于高浓度的氨不仅难以用生化法去除，而且其对生化处理单元有一定的毒害作用，严重时可杀死活性污泥，破坏整个生物处理系统，故通常要设蒸氨预处理过程(本申请在说明书背景技术部分也有相关记载)，而本申请处理氨氮浓度介于1000mg/L-2000mg/L的高浓度氨氮废水，在进入厌氧氨氧化处理前也仅进行了脱氧处理使废水中溶解氧浓度不高于0.3mg/L，显然无论是脱氧处理，还是上述溶解氧浓度均无法克服高浓度氨氮对微生物的毒害作用，因此本申请也未解决高浓度氨氮对微生物的毒害问题，也就是说并没有证据可以表明本申请直接对氨氮浓度为1000-2000mg/L的废水进行处理可以避免其对微生物的毒害作用，因此，在对比文件1已经公开其方法可以适用于高浓度氨氮废水处理的基础上，本领域技术人员可以预期其处理高浓度氨氮废水的技术效果，故上述浓度不能使相应的技术方案具备创造性。
2、就初曝池而言，对比文件1明确公开了（参见说明书第0013段）废水经初曝池曝气后去除废水中所含的大部分COD、挥发酚和氰化物，并产生大量的硝基氮，从而为焦化废水在Anammox池发生厌氧氨氧化提供良好的环境，硝基氮与废水中固有的氨氮在Anammox池中发生厌氧氨氧化反应，使硝基氮和氨氮直接反应完成脱氮，因此，本申请不设初曝池就失去了其具备的上述作用，不能使相应的技术方案具备创造性。
3、对比文件2明确公开了通过对溶氧污水中的微小气泡及氧气进行有效去除，DO为0.1-0.2mg/L，有效地提高了厌氧工艺的污水处理效率，也就是说，对比文件2给出了在厌氧处理前脱氧处理的技术启示，为了提高厌氧的处理效率，本领域技术人员有动机根据对比文件2的上述启示去改进对比文件1中Anammox的处理效率并由此得到本申请的主要脱氮流程，在所得流程的基础上对各步骤条件的控制是本领域技术人员能进行的常规设计。
因此，复审请求人陈述的意见不予接受。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年2月19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，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
