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摘要：随着人口数量的增长及工业化的深入推进，水资源的短缺和水体污染已严重制约了我们的经济发展和人民生活水平的提高，解决水体污染问题日益迫切。工业活动导致排放的废水中含有大量的无机盐，含盐废水的排放带来十分严重的环境污染。本文对工业高盐废水的膜法脱盐技术的专利申请进行了全面梳理。
关键词： 高盐废水、膜分离、脱盐
一、引言
众所周知，随着人口数量的增长，水资源的短缺和水污染现象日益加重，已严重制约了我国的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高，解决水污染问题已迫在眉睫。其中，工业生产会产生含盐废水，当废水中溶解性无机盐离子（如Na+、Cl-、Ca2+、SO42-）的浓度≥1%被称为高盐废水[1-2]，工业高盐废水不仅会影响生活饮用水质量，还会加大生物法处理有机废水的难度，但另一方面，工業高盐废水也包含了一些具有较高的经济价值的成分，可以回收再利用。
据国内外研究报道，近期对工业高盐废水的脱盐处理方法主要有生化与物理、物化组合工艺、电化学以及膜处理等。生化法主要是通过培养对盐适应性强的嗜盐微生物，通过逐步提高有机负荷和盐浓度的方法，可驯化出耐盐浓度3%-5%的污泥[3]，但由于运行成本高、不够稳定等原因难以广泛应用;电化学法利用电解絮凝法能够有效去除废水中大部分有机污染物，不需要添加化学药剂，但电化学法的能耗高，设备易腐蚀;膜分离技术作为最近发展起来的分离技术，与上述传统分离方法相比，不仅处理效果好，还可以对废水中的一些有价值成分进行回收。
二、国内工业高盐废水的膜法脱盐技术专利申请分析
笔者为了得到有关工业高盐废水的膜法脱盐技术的全部处理工艺，在CNABS中进行关键词和分类号的检索，在将工业高盐废水表达为“（工业 or 生产 or 化工 or 造纸 or 印染） 2d （废水 or 污水 or 水处理）”的基础上，将膜法脱盐技术扩展为“盐 4d （膜 Or 微滤 or 超滤 or 渗析 or 反渗透 or 纳滤）”;分类号主要涉及到水处理工艺中包括分离、物理化学处理、多级处理等，具体扩展为“c02f1/4+ or c02f9/02 or c02f9/04 or c02f9/08 or c02f9/12”。
在CNABS中共收录有关工业高盐废水的膜法脱盐技术的专利文献305篇，由图1可知，1988年以后国内开始采用膜分离技术来处理工业高盐废水，并且呈逐年上升的趋势，尤其是2010年开始呈迅猛发展的态势，这主要得益于膜材料性能的提高，膜的使用寿命以及抗污染能力在大量科学研究的基础上有了很大改进[4]，2017-2018年的下降态势主要是由于专利还没有完全公开，从专利申请量变化趋势图，我们相信未来膜分离技术的发展也将迈入新的台阶。
2.1技术发展趋势及主题分析
笔者将305篇专利根据技术主题进行分类，分为：电渗析、微滤、超滤、纳滤和反渗透，分类中也涉及到将多种膜处理技术结合的处理工艺，使用反渗透技术的比例最高，占比近四成，虽然反渗透是一种相对较新的技术，但由于反渗透的节能高效以及多种多样的应用模式使其发展较快，是目前最有前途的技术主题;此外，超滤技术经过长期的科学研究和实践，也日渐成熟，常用作反渗透的前处理阶段;电渗析技术在苦咸水的淡化以及浓缩海水制盐两方面应用广泛，而在处理工业高盐废水由于能耗高难以与其它膜分离技术竞争。
2.2区域分布及专利有效性分析
国内工业高盐废水的膜法脱盐技术的研究呈现出较为明显的区域效应，主要分布在长三角、京津冀、珠三角区域，这些区域经济发达，工业发达，对工业高盐废水的处理需求比较强，但更为重要的是，这些地区的政府都对膜产业比较重视，有着较好的产业基础，不少地区还提出了明确的发明目标，尤其是长三角的江浙沪形成较强的规模效应。
专利申请量排名靠前的5个省份/直辖市的专利状态，专利有效性是评价专利质量的重要指标，主要省份/直辖市的专利授权率均超过60%，尤其是上海，虽然专利申请量不是很大，但其授权率达到了77%，由此可见，排名靠前的主要省份的专利申请的总体质量较好。广东和浙江的专利有效性偏低，未达60%，上述省份在追求专利数量的同时，还需要加大专利质量的提升。
三、工业高盐废水的膜法脱盐技术申请人情况分析
3.1 国内外专利申请人类型对比分析
国外的专利申请人类型中，企业占比高达80%，可见，国外在工业高盐废水的膜法脱盐的技术领域，起步较早，产业化程度高。反观国内，企业数量占比仅为35%，国内的高效数量最多，高校的学术研究为主力，但高校和企业联合申请的数量占比仅为9%，可见，虽然国内高校研究较多，具有一定的技术储备，但产学研的程度有待进一步加强。值得一提的是，国内外个人申请相对都较少，这也体现了工业高盐废水的膜法脱盐为水处理工艺领域，其作为系统性工程，需要投入大量人力、物力，技术含量高。
3.2 国内外主要申请人分析
国外的主要申请人主要来自日本，前5位有3个日本公司，分别是三菱重工、东丽株式会社和栗田工业水处理有限公司，处于绝对的领先地位，这主要得益于日本在膜产业及水处理工艺的较高发达程度，此外还有美国的宝洁公司，这些类型主要是大型的综合性企业，只有一位德国的个人申请，这表明工业高盐废水的膜法脱盐的技术领域的工业化程度较高，技术发展已经相对成熟。
国内的主要申请人主要来自北京的大型国有企业或研究所，其中，中石化及中石化北京化工研究院排名前两位，申请量分别为36件和24件，民营企业只有一家厦门的波鹰科技有限公司，可见，民营企业的专利保护意识相对比较弱，国内的膜产业的水处理应用方面的技术研究还是主要集中在大型国有企业及研究所。
参考文献
[1] 方静，曾抗美. 含盐废水处理研究动态[J]. 工业水处理，2005，25（2）：1-4
[2] 雷云，解庆林，李艳红. 高盐度废水处理研究进展[J]. 环境科学与管理，2007，32（6）：94-97.
[3] 文湘华，占新民，王建龙，等. 含盐废水的生物处理研究进展[J]. 环境科学，1999（3）：104-106.
[4] 王华，刘艳飞，彭东明等. 膜分离技术的研究进展及应用展望[J]. 应用化工， 2013，42（3）：532-534
作者简介：尹光斌，1986年10月，男，汉族，安徽池州人，硕士研究生，助理研究员，主要从事水处理领域发明专利的实质审查.
关键词： 高盐废水、膜分离、脱盐
一、引言
众所周知，随着人口数量的增长，水资源的短缺和水污染现象日益加重，已严重制约了我国的经济发展、社会进步和人民生活质量的提高，解决水污染问题已迫在眉睫。其中，工业生产会产生含盐废水，当废水中溶解性无机盐离子（如Na+、Cl-、Ca2+、SO42-）的浓度≥1%被称为高盐废水[1-2]，工业高盐废水不仅会影响生活饮用水质量，还会加大生物法处理有机废水的难度，但另一方面，工業高盐废水也包含了一些具有较高的经济价值的成分，可以回收再利用。
据国内外研究报道，近期对工业高盐废水的脱盐处理方法主要有生化与物理、物化组合工艺、电化学以及膜处理等。生化法主要是通过培养对盐适应性强的嗜盐微生物，通过逐步提高有机负荷和盐浓度的方法，可驯化出耐盐浓度3%-5%的污泥[3]，但由于运行成本高、不够稳定等原因难以广泛应用;电化学法利用电解絮凝法能够有效去除废水中大部分有机污染物，不需要添加化学药剂，但电化学法的能耗高，设备易腐蚀;膜分离技术作为最近发展起来的分离技术，与上述传统分离方法相比，不仅处理效果好，还可以对废水中的一些有价值成分进行回收。
二、国内工业高盐废水的膜法脱盐技术专利申请分析
笔者为了得到有关工业高盐废水的膜法脱盐技术的全部处理工艺，在CNABS中进行关键词和分类号的检索，在将工业高盐废水表达为“（工业 or 生产 or 化工 or 造纸 or 印染） 2d （废水 or 污水 or 水处理）”的基础上，将膜法脱盐技术扩展为“盐 4d （膜 Or 微滤 or 超滤 or 渗析 or 反渗透 or 纳滤）”;分类号主要涉及到水处理工艺中包括分离、物理化学处理、多级处理等，具体扩展为“c02f1/4+ or c02f9/02 or c02f9/04 or c02f9/08 or c02f9/12”。
在CNABS中共收录有关工业高盐废水的膜法脱盐技术的专利文献305篇，由图1可知，1988年以后国内开始采用膜分离技术来处理工业高盐废水，并且呈逐年上升的趋势，尤其是2010年开始呈迅猛发展的态势，这主要得益于膜材料性能的提高，膜的使用寿命以及抗污染能力在大量科学研究的基础上有了很大改进[4]，2017-2018年的下降态势主要是由于专利还没有完全公开，从专利申请量变化趋势图，我们相信未来膜分离技术的发展也将迈入新的台阶。
2.1技术发展趋势及主题分析
笔者将305篇专利根据技术主题进行分类，分为：电渗析、微滤、超滤、纳滤和反渗透，分类中也涉及到将多种膜处理技术结合的处理工艺，使用反渗透技术的比例最高，占比近四成，虽然反渗透是一种相对较新的技术，但由于反渗透的节能高效以及多种多样的应用模式使其发展较快，是目前最有前途的技术主题;此外，超滤技术经过长期的科学研究和实践，也日渐成熟，常用作反渗透的前处理阶段;电渗析技术在苦咸水的淡化以及浓缩海水制盐两方面应用广泛，而在处理工业高盐废水由于能耗高难以与其它膜分离技术竞争。
2.2区域分布及专利有效性分析
国内工业高盐废水的膜法脱盐技术的研究呈现出较为明显的区域效应，主要分布在长三角、京津冀、珠三角区域，这些区域经济发达，工业发达，对工业高盐废水的处理需求比较强，但更为重要的是，这些地区的政府都对膜产业比较重视，有着较好的产业基础，不少地区还提出了明确的发明目标，尤其是长三角的江浙沪形成较强的规模效应。
专利申请量排名靠前的5个省份/直辖市的专利状态，专利有效性是评价专利质量的重要指标，主要省份/直辖市的专利授权率均超过60%，尤其是上海，虽然专利申请量不是很大，但其授权率达到了77%，由此可见，排名靠前的主要省份的专利申请的总体质量较好。广东和浙江的专利有效性偏低，未达60%，上述省份在追求专利数量的同时，还需要加大专利质量的提升。
三、工业高盐废水的膜法脱盐技术申请人情况分析
3.1 国内外专利申请人类型对比分析
国外的专利申请人类型中，企业占比高达80%，可见，国外在工业高盐废水的膜法脱盐的技术领域，起步较早，产业化程度高。反观国内，企业数量占比仅为35%，国内的高效数量最多，高校的学术研究为主力，但高校和企业联合申请的数量占比仅为9%，可见，虽然国内高校研究较多，具有一定的技术储备，但产学研的程度有待进一步加强。值得一提的是，国内外个人申请相对都较少，这也体现了工业高盐废水的膜法脱盐为水处理工艺领域，其作为系统性工程，需要投入大量人力、物力，技术含量高。
3.2 国内外主要申请人分析
国外的主要申请人主要来自日本，前5位有3个日本公司，分别是三菱重工、东丽株式会社和栗田工业水处理有限公司，处于绝对的领先地位，这主要得益于日本在膜产业及水处理工艺的较高发达程度，此外还有美国的宝洁公司，这些类型主要是大型的综合性企业，只有一位德国的个人申请，这表明工业高盐废水的膜法脱盐的技术领域的工业化程度较高，技术发展已经相对成熟。
国内的主要申请人主要来自北京的大型国有企业或研究所，其中，中石化及中石化北京化工研究院排名前两位，申请量分别为36件和24件，民营企业只有一家厦门的波鹰科技有限公司，可见，民营企业的专利保护意识相对比较弱，国内的膜产业的水处理应用方面的技术研究还是主要集中在大型国有企业及研究所。
参考文献
[1] 方静，曾抗美. 含盐废水处理研究动态[J]. 工业水处理，2005，25（2）：1-4
[2] 雷云，解庆林，李艳红. 高盐度废水处理研究进展[J]. 环境科学与管理，2007，32（6）：94-97.
[3] 文湘华，占新民，王建龙，等. 含盐废水的生物处理研究进展[J]. 环境科学，1999（3）：104-106.
[4] 王华，刘艳飞，彭东明等. 膜分离技术的研究进展及应用展望[J]. 应用化工， 2013，42（3）：532-534
作者简介：尹光斌，1986年10月，男，汉族，安徽池州人，硕士研究生，助理研究员，主要从事水处理领域发明专利的实质审查.