甘淑嫻 蔡文婷

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 廣東 廣州 510530

引言

污水的好氧生物處理是指微生物在有氧條件下，吸附環(huán)境中的有機物，并將有機物氧化分解成無機物，使污水得到凈化的過程。好氧生物處理法主要分為活性污泥法和生物膜法兩大類。

通過對好氧生物處理領(lǐng)域的專利文獻進行分析總結(jié)，好氧生物處理的專利技術(shù)主要集中在生物膜法上，膜生物反應(yīng)器、好氧流化床、生物濾池這三者共占據(jù)了好氧生物處理技術(shù)專利文獻的71%，但是作為活性污泥法之一的氧化溝法的專利文獻也占據(jù)了文獻總量的四分之一左右。膜生物反應(yīng)器和氧化溝是好氧生物處理領(lǐng)域的研究重點和熱點。

1 好氧生物處理專利重點申請人分析

全球排名前十位申請人分別為栗田工業(yè)株式會社、株式會社荏原制作所、久保田鐵工株式會社、日立機電工業(yè)株式會社、北京工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國石油化工股份有限公司、同濟大學(xué)和新日本制鐵株式會社。

在國內(nèi)，好氧生物處理領(lǐng)域的主要申請人為北京工業(yè)大學(xué)、中國石油化工股份有限公司、山東大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟大學(xué)、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、重慶大學(xué)以及中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，可見，國內(nèi)在好氧生物處理技術(shù)領(lǐng)域，高校和科研機構(gòu)是技術(shù)研究的主力軍。

好氧生物處理技術(shù)前期的主要申請國為日本，中國、歐洲、韓國等國家的專利申請較少。整個九十年代，日本的專利申請量表現(xiàn)為逐年遞增的趨勢，但是進入到21世紀(jì)后，反而在逐年下降，這主要是由于日本企業(yè)降低研究領(lǐng)域的投入，進而造成申請量的下降。歐洲的申請量一直較穩(wěn)平穩(wěn)，并無太大的波動。美國和中國基本都處于穩(wěn)步增長的趨勢，中國在2007年之后，好氧生物處理技術(shù)專利申請量出現(xiàn)了驟增，這主要與經(jīng)濟的快速發(fā)展水、污染問題日益嚴(yán)重以及政策的刺激等有關(guān)[1]。

2 好氧生物處理專利技術(shù)發(fā)展趨勢

好氧生物處理主要技術(shù)分支在中國的專利申請量總量隨申請年份的變化情況，從圖中可以看出，好氧生物處理領(lǐng)域的申請總量總體出現(xiàn)不斷上升的趨勢，其中1990-2000年之間處于緩慢上升的階段，從2000年起進入了快速增長階段。

如圖1所示，氧化溝、循環(huán)式活性污泥和生物濾池技術(shù)均出現(xiàn)了一種先上升后有所回落的發(fā)展趨勢；而好氧流化床和膜生物反應(yīng)器技術(shù)均處于逐步上升的趨勢，尤其是膜生物反應(yīng)器技術(shù)，在2008年之后的申請量均為好氧生物處理中最高的，可見，膜生物反應(yīng)器技術(shù)是近年來好氧生物處理領(lǐng)域中的研究重點和熱點[2]。

圖1 好氧生物處理主要技術(shù)分支中國專利申請趨勢分析

好氧生物處理技術(shù)在國內(nèi)的主要技術(shù)布局，北京工業(yè)大學(xué)研究重點為氧化溝技術(shù)，華南理工大學(xué)研究重點為生物濾池技術(shù)，其余重點申請人的研究重點均為膜生物反應(yīng)器，在膜生物反應(yīng)器的技術(shù)中，申請量最多的前三名分別是同濟大學(xué)、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、清華大學(xué)。國內(nèi)主要申請人的研究重點主要為膜生物反應(yīng)器技術(shù)。膜生物反應(yīng)器的第一批專利申請出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代初，如CA872378A、US4080288 A等均是涉及在好氧生物處理中采用半透膜截留和分離固體。在20世紀(jì)80年代初至90年代末的二十年間，膜生物反應(yīng)器的相關(guān)專利申請大量涌現(xiàn)，其主要涉及膜布置、膜材料、操作參數(shù)、污泥性質(zhì)等方面。由于膜污染是限制膜生物反應(yīng)器更快地商業(yè)化的主要因素之一，因此，近年來，膜污染成為目前膜生物反應(yīng)器的研究熱點之一，如CA2314383 A1、KR20010107892 A、US2002170863 A1、US6872312 B1、JP2007000727 A等申請均是涉及如何優(yōu)化膜組件、運行參數(shù)、曝氣方式等從而減輕膜污染。