再生水領域進入中國的專利申請布局分析

齊婷婷

【摘 要】為了解國外申請人在我國再生水領域專利申請的布局，本文采用國家知識產權局自主開發的專利檢索與服務系統（Patent Search and Service System of SIPO）的中國專利文摘數據庫（CNABS），對1985—2015年5月以來不同國家地區來源的專利申請進行檢索，以國際專利分類表中涉及水、廢水或污水的處理等涵蓋再生水處理的分類號為檢索目標，采用人工及統計分析的方法對再生水領域的專利申請進行申請人、處理技術、重點專利技術等角度的分析，并根據檢索結果分析國外再生水專利技術在我國的布局狀況與技術發展路徑，將在華國外申請人與國內申請人的技術布局進行對比，以期掌握再生水專利申請的發展動向，為在國內專利制度下再生水領域的申請方向提供借鑒。

【關鍵詞】水處理；再生水；專利分析；專利布局

【Abstract】In order to learn about the patent features of wastewater treatment ， especially reclaimed water patent in China which applied by foreign applicants， the patent applications from the different countries during 1985-May 2015 were searched and analyzed based on Patent Search and Service System of SIPO. The searches are targeted at the classification numbers of wastewater treatment， such as water， wastewater treatment， in the international patent classification. The search results， particularly multi-angle analysis on wastewater treatment patents， including applicants， therapeutic field， and important patent technology， were analyzed by manpower and assistant software. The results could help us to know more about the development trend in the application of wastewater treatment patents on which the foreign situation and technology development path of patent will be analyzed so as to provide a strategic value for the rapid development of reclaimed water enterprises in China under the domestic patent system.

【Key words】Wastewater treatment； Reclaimed water； Patent application； Patent analysis； Strategic value

我國是一個資源型缺水的國家，人均水資源不足世界水平的1/4[1]，經濟快速增長帶來全國用水量和排水量的不斷增加，2009年我國污廢水排放量共計5.9×1013kg，其中工業廢水為2.35×1013kg，生活污水為3.35×1013kg[2]，大量的污廢水超出了人工處理系統的負荷，對自然環境造成了不可逆的破壞，面對資源型缺水和環境保護的巨大壓力，污水再生處理是解決我國當前水資源問題的關鍵。

本文擬對水處理領域專利申請進入中國的國外專利文獻，特別是再生水處理專利申請進行多角度的分析，目的在于掌握再生水專利申請的發展勢態，并借此分析國外再生水專利技術的布局及技術路徑，為在國內專利制度下再生水領域的申請方向提供借鑒。

1 檢索方法

國外再生水技術主要涉及污水、廢水和水的處理，利用國際專利分類體系檢索得到全面涵蓋水處理的專利文獻，再利用關鍵詞（中水、再生水、水回收、回用水等）結合國際專利分類體系縮小檢索范圍，得到涵蓋再生水處理的專利文獻。

1.1 檢索用的專利分類號

檢索方式主要是根據國際專利分類表（International Patent Classification，IPC）中涉及污水處理等基本涵蓋再生水領域的分類號，檢索過程中涉及以下分類領域的專利申請均會被檢出：1）C02F1/00水、廢水或污水的處理（C02F3/00至C02F9/00優先），2）C02F3/00水、廢水或污水的生物處理，3）C02F7/00水域的曝氣，4）C02F9/00水、廢水或污水的多級處理。

1.2 檢索用專利數據庫

檢索數據庫采用國家知識產權局自主開發的專利檢索與服務系統（Patent Search and Service System of SIPO）中的中國專利文摘數據庫（簡稱CNABS）：收錄了1985 年至今的中國專利著錄項目、摘要、摘要附圖以及中國專利的英文著錄項目和文摘數據等，該數據庫中的國省名稱（簡稱CNAME）可以用于檢索不同國家/地區來源的專利申請。本文的檢索截止日期為2015 年5月1日。

2 檢索結果分析

本文的專利分析方法主要采用定性與定量分析方法。定性分析是指通過對專利文獻的實質內容進行歸納、分析[3]。定量分析是指主要通過專利文獻的外表特征，如申請日、公開日、IPC 分類號等，從不同的角度進行統計，并對統計數據及其變化進行分析，以取得技術動態發展趨勢方面的情報[4]。分析過程包括人工篩選與閱讀，并結合檢索系統中的統計命令等進行專利數據分析。

2.1 在華公開水處理專利申請情況

由圖1和表1可知，國內申請的水處理專利為94317件，占全部水處理專利申請量的92.01%，其他國家的申請量為7.97%，以日本、美國、韓國為前三名，其中涉及再生水的專利申請量前三也為日本、美國和韓國，下文將對來自美國、日本和韓國的再生水專利申請進行分析，分析包括申請人、處理技術以及重點專利技術分析。

2.2 再生水專利分析

2.2.1 申請人分析

對日本申請人進行分析后，發現公司申請有56件，個人申請僅有3件。日本在中國的再生水專利申請主要是以公司為申請人，包括株式會社日立制作所，三浦工業株式會社，松下電器產業株式會社，MIURA KOGYO KK等。

對美國申請人進行分析后，發現公司申請有43件，個人申請有7件，個人申請主要為華人申請，公司申請以多采用專利合作條約（patent cooperation treaty，PCT）申請途徑進入中國，以庫利甘國際公司、羅姆和哈斯公司、安姆科爾國際公司、納爾科化學公司為主。

對韓國申請人進行分析后，發現公司申請有17件，個人申請有1件，個人申請人為尹吉元，公司申請人有株式會社承光、三星電子株式會社、熊津豪威株式會社等。

2.2.2 美國、日本及韓國處理技術分析

由表1可以看出日本與美國在再生水領域的申請量不分伯仲，韓國的申請量為日本的三分之一，下面依據再生處理方法的不同進行分類，同時也對涉及設備的申請進行了統計（圖2）。

由圖2可以看出，日本在中國申請的再生水領域排名在前3位的是離子交換（28件）、膜分離（15件）、電化學（7件）及消毒（7件），美國排名前3位的是離子交換（24件）、化學氧化（9件）及電化學（9件），日本與美國均是以離子交換與電化學為重點，其他方法均有涉及，覆蓋的領域比較全面；韓國注重離子交換（11件）和電化學（3件）領域案件的申請。值得注意的是，根據涉及設備申請的統計結果，日本、美國和韓國分別有31件、18件和15件涉及設備的專利申請，占申請量的比例為52%、36%及83%?？芍?，日本和美國更注重對于再生水技術相關設備的開發，其中具有代表意義的是美國有涉及海水淡化設備[5]及便攜式再生水設備[6]2件申請。日本和美國已經不僅僅是關注再生水處理方法的深入研究，對更易轉化的再生水技術配套系統或設備的申請也達到了一定的數量。以上數據給出了日本、美國與韓國于再生水領域研究的側重點，其中離子交換、膜分離、電化學、化學氧化和設備類型的申請是國外企業或科研機構目前在中國申請專利的側重點，以上研究方向可以為國內科研工作者在申請方向的選擇提供借鑒。

2.2.3 在華國內與國外申請人技術領域分布對比

圖3和圖4分別為國內和國外申請人在華的再生水專利布局，國內申請人在化學氧化、曝氣、膜生物化學反應器領域的申請比例高于國外申請人，尤其是化學氧化和曝氣的占比高于國外申請百分之7%和12%左右。國內申請人涉及化學氧化的專利申請主要有（CN103482796）利用吸附材料和氧化劑共同處理難降解有機廢水，（CN103288308）利用化學氧化處理碎煤加壓氣化沸水，（CN102603096）利用二級氧化池處理含次氯酸鈉廢水，國內申請人涉及曝氣的專利申請主要（CN103288303）利用曝氣濾池處理畜禽養殖廢水，（CN103288301）利用曝氣、生物接觸氧化和膜分離處理醫院污水，（CN103570170）通過曝氣和過濾系統處理電鍍廢水?？芍?，國內申請的技術結構略偏重于易產生二次污染和生產成本較低的技術。國外申請人在離子交換、膜分離、電化學領域的申請占比遠高于國內申請人，可以明顯看出國外申請人更偏重技術附加值較高的新技術領域。

2.2.4 重點專利分析

重點專利技術在于分析確定某項專利在所屬領域技術價值中的重要性，一般有引證分析、同族分析、法律狀態分析等方法[7]。由于引證分析主要針對日本（JP）、美國（US）、歐洲（EP）、世界知識產權組織（WO）等的專利文獻，因此本文根據上述分析結果結合人工篩選的方式確定重點專利技術，展示進入中國的再生水重點專利技術情況，希望為國內再生水研究工作拋磚引玉。

（1）日本：由表2的分析結果可知，美得華水務株式會社以膜分離為基礎的再生水應用技術一直在持續當中，如2007年申請了分離膜的清洗方法和裝置的相關專利[8]，2008年申請了膜分離結合活性污泥法設備的相關專利[9]，2009年申請了膜分離結合微量臭氧凝絮防止膜面堵塞的相關專利[10]，2009年還申請了采用生物膜進行厭氧氨氧化反應的生物學脫氨方法[11]。夏普公司申請了一種無需添加化學物質，僅采用酸性或堿性工業廢水通過離子交換技術生成超純水的裝置，該公司以此為基礎申請了多項相關專利，其技術依賴程度可以從專利引證樹[12]（以CN1146977及其同族專利申請US5707514為例說明其專利引證樹的情況，見圖5）的角度進行說明，從圖中可以發現其技術交叉涉及1998-2010年來自WO、US、CN等14項專利技術，該項專利技術的受關注程度很高。

（2）美國：表3的分析結果表明，環球水公司的再生水專利申請表現最佳，其在中國授權的2項專利均涉及包括冷凝及過濾器的便攜式可飲用水發生器，提供了便攜式再生水設備的新研究方向。該專利技術同時在美國、歐洲、印度、加拿大、臺灣、巴西和以色列均有專利分局，目前已知的包括中國在內的授權國家有4個，在一定程度上反映了其對現有技術的貢獻。

（3）韓國：韓國的再生水專利主要涉及離子交換、電化學及蒸餾，對上述領域進行重點專利分析。表4的分析結果表明，韓國申請的同族專利數量較美國和日本少，在專利技術的全球布局上不及美國和日本，也說明各個技術的開發深度不夠，與美國和日本具有一定差距；從另一角度看，韓國專利布局更有針對性，并且主要側重中國國內市場。

3 討論

國外進入中國的再生水處理專利技術以離子交換、膜分離和電化學為主。國內申請人的技術布局與國外申請人有明顯不同，國內申請人的申請量雖然遠大于國外申請，但是國內申請人對于再生水的研究在化學氧化和曝氣領域較集中，由于化學氧化的生產成本較高，并且有產生二次污染的問題，曝氣的成本較低并且技術附加值不高。

日本與美國在重點領域利用大量申請保護離子交換、膜分離和電化學等核心技術，同時在各個領域都進行了全面的專利布局，以期夯實再生水研究的基礎與市場應用價值。美國與日本也相信再生水處理技術的市場前景，根據同族專利分析可以看出它們的專利申請國際化程度較高，并且再生水的核心技術價值受到所屬領域的相關研究部門的關注，從引證關系（圖5）可以看出它們的技術交叉程度。

韓國申請的技術分布集中在離子交換和電化學等重點領域，與中國國內申請的方向有所不同，并且部分專利涉及了多項再生水技術，更多的關注技術的應用及設備方面的申請。還應當注意到的是韓國涉及離子交換技術的申請，個別已經獲得授權，如利用電能再生去離子模塊[14]，采用活性炭和離子交換樹脂催化層處理含醋酸的廢水[15]，而這些申請所涉及的領域在國內也具有一定的市場價值，通過專利同族情況檢索發現，這些專利申請也具有一定規模的全球專利布局。

4 結語

根據篩選的再生水專利申請，國內申請人在專利申請的絕對數量上遠高于美國、韓國和日本，但是國內申請人應用高新技術的占比不高，技術布局偏重于傳統污水處理方法。美國和日本的專利布局潛力更大，在專利的數量及領域分布方面均強于韓國。在當前國際化市場經濟形勢下，國內的再生水企業可以考慮逐步轉變專利布局的結構，從傳統處理方式向新型工藝進行轉變，在專利申請中引入離子交換、電化學和膜分離等技術，在上述領域增加專利申請的競爭力，通過合理結合彌補單純處理方法的不足，揚長避短。我國申請人應充分利用現有技術，保護自己的知識產權，使其最大化的實現經濟價值；另一方面，通過國外相關專利檢索及戰略研究，了解國外水處理開發的熱點及關鍵技術，有助于國內企業確定自身的專利技術布局和研發路線。

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[責任編輯：湯靜]