发明创造名称：石墨烯污水净化装置
外观设计名称：
决定号：187923
决定日：2019-08-27
委内编号：1F246834
优先权日：
申请（专利）号：201510915376.X
申请日：2015-12-10
复审请求人：刘泉 胡连豪
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：郭彦华
合议组组长：董刚
参审员：陈春晖
国际分类号：B01D36/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求请求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，且现有技术中给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术的启示，这种启示会使本领域的技术人员有动机改进该最接近的现有技术并获得该权利要求请求保护的技术方案，则该请求保护的技术方案是显而易见的。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201510915376.X、发明名称为“石墨烯污水净化装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为刘泉、胡连豪，申请日为2015年12月10日，公开日为2016年4月20日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门（下称原审查部门）于2017年11月30日以本申请权利要求1-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2015年12月10日提交的说明书第1-42段、说明书附图图1-8、说明书摘要和摘要附图；2017年6月2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. 一种石墨烯污水净化装置，其特征在于，包括：
多级污水沉淀池，所述多级污水沉淀池从高到低呈阶梯式排布，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部，最上级污水沉淀池具有污水入口，且最下级污水沉淀池具有污水出口；
泵送机构，所述泵送机构连接在各级污水沉淀池之间以及所述最下级污水沉淀池与所述污水出口之间，用于将污水从所述上一级污水沉淀池泵送至所述下一级污水沉淀池，并使污水从所述污水出口排出；
过滤机构，所述过滤机构位于所述最下级污水沉淀池的下游，所述污水出口上连接有喷头，所述喷头设置在所述过滤机构的正上方，所述过滤机构用于对来自所述喷头的污水进行过滤；以及
净水箱，其位于所述过滤机构的下方，用于储存处理后的净水；
其中，所述过滤机构包括：
滤水网；
呈网格状的托架，其设置在所述滤水网下方并支撑所述滤水网；以及
可更换过滤器，其设置在所述托架下方，所述可更换过滤器包括氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层。
2. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述上一级污水沉淀池的上部设置有自动溢水口，所述自动溢水口高于所述下一级污水沉淀池，以使高于所述自动溢水口的污水自动溢入所述下一级污水沉淀池中。
3. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述可更换过滤器还包括金属网状衬垫层和聚丙烯腈层，所述金属网状衬垫层和所述聚丙烯腈层与所述石墨烯过滤层分层叠放。
4. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述过滤机构还包括：
滤渣刮排件，其可移动地设置在所述滤水网的上表面上，以刮排所述滤水网上的滤渣；以及
出渣口，其设置在所述滤水网的与所述滤渣刮排件的移动方向垂直的侧面处，用于收集并排出所述滤渣。
5. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述滤水网覆盖在所述托架上。
6. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述多级污水沉淀池还包括连接至每级污水沉淀池的底部的滤泥抽排机构。
7. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括连接至净水箱的净水抽排机构。
8. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括控制器，所述控制器用于控制污水、净水、滤泥和滤渣在所述石墨烯污水净化装置中的流动。
9. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括箱体，所述过滤机构和所述净水箱均设置在所述箱体内，所述箱体固定所述过滤机构和所述净水箱的相对位置。”
驳回决定认为：权利要求1-3和5-9相对于对比文件1（CN104524862A，公开日为2015年4月22日）、对比文件2（CN104030474A，公开日为2014年9月10日）与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；权利要求4相对于对比文件1、对比文件2、对比文件3（CN103083957A，公开日为2013年5月8日）与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。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年3月15日向国家知识产权局提出复审请求，将原权利要求3的附加技术特征补入权利要求1中，删除原权利要求3，并相应调整其他权利要求的序号和引用关系。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种石墨烯污水净化装置，其特征在于，包括：
多级污水沉淀池，所述多级污水沉淀池从高到低呈阶梯式排布，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部，最上级污水沉淀池具有污水入口，且最下级污水沉淀池具有污水出口；
泵送机构，所述泵送机构连接在各级污水沉淀池之间以及所述最下级污水沉淀池与所述污水出口之间，用于将污水从所述上一级污水沉淀池泵送至所述下一级污水沉淀池，并使污水从所述污水出口排出；
过滤机构，所述过滤机构位于所述最下级污水沉淀池的下游，所述污水出口上连接有喷头，所述喷头设置在所述过滤机构的正上方，所述过滤机构用于对来自所述喷头的污水进行过滤；以及
净水箱，其位于所述过滤机构的下方，用于储存处理后的净水；
其中，所述过滤机构包括：
滤水网；
呈网格状的托架，其设置在所述滤水网下方并支撑所述滤水网，所述托架沿着竖直方向具有一定高度；以及
可更换过滤器，其设置在所述托架下方，所述可更换过滤器包括金属网状衬垫层、聚丙烯腈层和氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层，所述金属网状衬垫层和所述聚丙烯腈层与所述石墨烯过滤层分层叠放。”
同时，复审请求人认为：本申请采用上下分层设置的多级过滤机构，先过滤污水中的较大颗粒，再在分子水平上对污水进行净化处理，这样的净化效果明显是单纯的过滤网过滤处理无法比拟的。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年3月29日发出复审请求受理通知书，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坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
合议组于2019年2月26日发出复审通知书，通知书中指出：权利要求1-2、4-8相对于对比文件1、对比文件2与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；权利要求3相对于对比文件1、对比文件2、对比文件3和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。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年4月3日提交了意见陈述书，并修改了权利要求书和说明书，将原权利要求4和说明书中的部分特征并入权利要求1中，删除原权利要求4，并相应调整其他权利要求的序号和引用关系以及对说明书中的相关内容做相应修改。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种石墨烯污水净化装置，其特征在于，包括：
多级污水沉淀池，所述多级污水沉淀池从高到低呈阶梯式排布，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部，最上级污水沉淀池具有污水入口，且最下级污水沉淀池具有污水出口；
泵送机构，所述泵送机构连接在各级污水沉淀池之间以及所述最下级污水沉淀池与所述污水出口之间，用于将污水从所述上一级污水沉淀池泵送至所述下一级污水沉淀池，并使污水从所述污水出口排出；
过滤机构，所述过滤机构位于所述最下级污水沉淀池的下游，所述污水出口上连接有喷头，所述喷头设置在所述过滤机构的正上方，所述过滤机构用于对来自所述喷头的污水进行过滤；以及
净水箱，其位于所述过滤机构的下方，用于储存处理后的净水；
其中，所述过滤机构包括：
滤水网；
呈网格状的托架，所述托架沿着竖直方向具有一定高度，所述滤水网覆盖在所述托架上；以及
可更换过滤器，其镶嵌在所述托架的下端，所述可更换过滤器包括金属网状衬垫层、聚丙烯腈层和氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层，所述金属网状衬垫层和所述聚丙烯腈层与所述石墨烯过滤层分层叠放。
2. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述上一级污水沉淀池的上部设置有自动溢水口，所述自动溢水口高于所述下一级污水沉淀池，以使高于所述自动溢水口的污水自动溢入所述下一级污水沉淀池中。
3. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述过滤机构还包括：
滤渣刮排件，其可移动地设置在所述滤水网的上表面上，以刮排所述滤水网上的滤渣；以及
出渣口，其设置在所述滤水网的与所述滤渣刮排件的移动方向垂直的侧 面处，用于收集并排出所述滤渣。
4. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述多级污水沉淀池还包括连接至每级污水沉淀池的底部的滤泥抽排机构。
5. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括连接至净水箱的净水抽排机构。
6. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括控制器，所述控制器用于控制污水、净水、滤泥和滤渣在所述石墨烯污水净化装置中的流动。
7. 如权利要求1所述的石墨烯污水净化装置，其特征在于，所述石墨烯污水净化装置还包括箱体，所述过滤机构和所述净水箱均设置在所述箱体内，所述箱体固定所述过滤机构和所述净水箱的相对位置。”
同时，复审请求人认为：本申请的过滤机构包括滤水网、托架以及可更换过滤器，滤水网覆盖在托架上，可更换过滤器镶嵌在托架的下端，可更换过滤器包括分层叠放的金属网状衬垫层、聚丙烯睛层和氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层，其构成了上下分层设置的多级过滤机构。对比文件1中为单级过滤，对比文件3与本发明也截然不同，本申请是上下分层的多级过滤结构，其对污水的处理过程是先过滤污水中的较大颗粒，再在分子水平上对污水进行净化处理，这样的净化效果明显是单纯的过滤网过滤处理无法比拟的；网格状的托架除了支撑滤水网和可更换过滤器外，还可对下方的可更换过滤器起到缓冲作用；本申请的可更换过滤器中，金属网状衬垫层用于对聚丙烯睛层和氧化石墨烯层起到衬垫和支撑的作用，聚丙烯腈层用作超滤膜滤芯，只允许水及比滤膜孔径小的小分子物质通过，以去除水中的细菌、蛋白质和胶体等，氧化石墨烯层进一步对聚丙烯睛层过滤后的水进行处理，基于公开出版物公开的内容，本领域的技术人员最多只能想到将石墨烯用于污水净化，而并不能想到将包括氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层与金属网状衬垫层和聚丙烯腈层组合形成可更换过滤器，更别说组合在一起组成的可更换过滤器再与滤水网和呈网格状的托架结合起来构成上下分层设置的过滤机构了。
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）关于审查文本
复审请求人于2019年4月3日对权利要求书和说明书进行了修改，经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审请求审查决定所针对的审查文本为：申请日2015年12月10日提交的说明书附图图1-8、说明书摘要和摘要附图；2019年4月3日提交的权利要求第1-7项和说明书第1-42段。
（二）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。
如果权利要求请求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，且现有技术中给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术的启示，这种启示会使本领域的技术人员有动机改进该最接近的现有技术并获得该权利要求请求保护的技术方案，则该请求保护的技术方案是显而易见的。
1、关于权利要求1
权利要求1请求保护一种石墨烯污水净化装置。
对比文件1公开了一种模块式雨水回收利用装置，并具体披露了如下技术特征（参见说明书第17-33段及附图1）：该模块式雨水回收利用装置包括一条雨水管道9及在雨水管道9后依次设置的若干初级沉淀装置1、一个末级沉淀装置3和一个过滤装置2，过滤装置2连接有将过滤后的雨水泵送至屋顶喷洒系统的水泵4，各初级沉淀装置1、末级沉淀装置3和过滤装置2均设置在地下面，末级沉淀装置3上端连接的过滤装置2顶面中心上设有的进水口21，过滤装置2底面中心设有排污阀22，过滤装置2的外侧面底部设有出水口23，出水口23连接水泵4，水泵4连接屋顶喷洒系统，过滤装置2包括一个外筒25及一个设置于外筒25内中心的内筒24,内筒24的上端面中心接入进水口21，内筒24的下端面中心接出排污阀22，在内筒24上设有环绕在内筒24外壁的过滤网，在各初级沉淀装置1和末级沉淀装置3上端之间均连接连接管5，雨水先流入第一级的初级沉淀装置1的过水池11，经沉淀，沉淀物积于沉淀池12内，水经一级沉淀后进入二级沉淀的过水池11，又一次沉淀，其沉淀物流入沉淀池12桶内。雨水经一、二次沉淀后，流入末级沉淀装置3进行三级沉淀，最后进入过滤装置2。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的方案相比，其区别在于：（1）多级污水沉淀池从高到低呈阶梯式排布，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部；(2)各级污水沉淀池之间以及最下级污水沉淀池与污水出口之间设置泵送机构，污水出口上连接有喷头，喷头设置在所述过滤机构的正上方；在过滤机构的下方设置净水箱；（3）过滤机构包括滤水网、呈网格状的托架以及可更换过滤器，所述托架沿着竖直方向具有一定高度，滤水网覆盖在托架上；可更换过滤器镶嵌在托架的下端，可更换过滤器包括金属网状衬垫层、聚丙烯睛层和氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层，所述金属网状衬垫层和所述聚丙烯睛层与所述石墨烯过滤层分层叠放。基于上述区别技术特征，本申请相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何进一步提高污水净化效率。
针对区别特征（1），对比文件2公开了一种清洗汽车污水循环处理装置，其中设置了多级污水沉淀池1、4和7，第一污水沉淀池1、第二污水沉淀池4和第三污水沉淀池7为长方体结构，呈阶梯式排列，第一污水沉淀池1最高，第三污水处理池7最低（参见说明书第13-14段及附图1），即：对比文件2公开了将多级污水沉淀池从高到低呈阶梯式排布，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部，上述技术特征在本申请中所起的作用与其在对比文件2中所起的作用相同，均是利用沉淀池顶部的高度差实现污水自动溢流沉淀，节约能源和提高净化效率，且两者同属于污水沉淀净化技术领域，因此对比文件2给出了将对比文件1中的多级沉淀从高到低池阶梯式排列，以使上一级污水沉淀池的顶部高于下一级污水沉淀池的顶部的技术启示；
针对区别特征（2），泵送结构的设置属于本领域技术人员为了提高多级沉淀池之间污水流动速率以及增大最下级沉淀池与过滤装置之间的过滤压力进而提高整个装置的净化效率的常规技术手段；在过滤机构的下方设置净水箱用于储存处理后的净水也属于本领域的常规设置；为了便于经多级沉淀池过滤后的污水在平面过滤机构上均匀分布过滤，在污水出口上连接喷头、喷淋管等布水装置，实现污水在过滤机构上的均匀布洒和过滤属于本领域的常规选择，进一步将喷头设置在过滤机构上方属于本领域的常规设置；
针对区别特征（3），对比文件1已经公开了过滤结构包括设置在内筒24外壁的过滤网24，过滤网由筒形改进为平面网为本领域惯用技术手段的简单替换。此外，本领域公知，废水的物理处理法采用的设备包括格栅和筛网，格栅是由一组平行的金属栅条制成的具有一定间隔框架，用于去除废水中粗大的悬浮物和漂浮物，筛网是由穿孔滤板或金属网构成的过滤设备，用于去除较细小的悬浮物；废水的化学处理法包括吸附法，采用多孔性的固体吸附剂，利用固液相界面上的物质传递，使废水中的污染物转移到固体吸附剂上，常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、沸石等；由于废水中污染物成分复杂，单一处理单元难以去除废水中全部污染物，常需要多个处理单元有机组合成适宜的处理工艺流程，确定废水处理工艺的主要依据是所要达到的处理程度，而处理程度又主要取决于原废水的性质、处理后废水的出路以及接纳处理后废水水体的环境标准和自净能力；城市废水的一般处理工艺流程根据不同的处理程度，可分为预处理、一级处理、二级处理和三级处理；预处理主要工艺包括格栅等，用于去除粗大悬浮物和比重大的无机砂粒，以保证后续处理设施正常运行并减轻负荷（参见《大学化学》，第354-359页，张密林主编，哈尔滨工程大学出版社，2002年9月第1版第1次印刷）；冷却排污水经澄清池处理后，水中的大颗粒物基本除去，经多级过滤后才能达到纳滤进水要求，通常经粗滤器、精滤器再进入纳滤装置（参见《电力环境保护技术》，第171页和图5-18，赵毅等编著，中国电力出版社，2007年12月第1版第1次印刷），由此可知为了提高污水净化效果，对污水进行多级过滤以及将各种水过滤介质进行组合叠加使用是本领域的常规技术手段。本领域常用的水过滤介质包括滤网、滤料、滤芯等，而滤网常采用金属丝网、无机过滤网、有机纤维过滤网等，本领域公知石墨烯及其衍生物氧化石墨烯已经广泛应用于水处理中有机污染物、无机污染物的吸附处理（参见《纳米技术在水污染控制中的应用》，谢昆等著，武汉大学出版社，2014年6月第1版第1次印刷，第29-39页）；聚丙烯腈也是本领域常用的微孔膜材料，因此，本领域技术人员根据实际净水工艺条件，为了提高污水净化效能，有动机将本领域常用的金属滤网、石墨烯过滤层、聚丙烯腈过滤层组合叠放设置，达到本领域技术人员可合理预期的净化效果。进一步地，为了增强滤水网等过滤层的抗污水冲击性和提高支撑效果，设置网格状的托架或者滤板，使滤水网和组合过滤结构覆盖或镶嵌在托架或者滤板上是常规设置。
因此，在对比文件1的基础上，结合对比文件2和本领域常规技术手段得出权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1不具备突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2、关于从属权利要求2-7
对于从属权利要求2和4，其附加技术特征已被对比文件2所公开（参见附图1），对比文件2中的出水管道2、5与污水沉淀池相接的口即是自动溢水口；对比文件2已经公开了多级污水沉淀池包括连接至每级污水沉淀池的底部的排污管道17、18、14；
对于从属权利要求3，其附加技术特征对过滤机构做了进一步限定。然而，对比文件3公开了一种摆动式固液分离装置，其包括固定过滤装置19，固定过滤装置19包括篦条组9，在篦条组9的上方设有摆动除渣装置18，摆动除渣装置18包括刮板8，刮板8可在篦条组9上表面进行往复运动，将固态物刮离固定过滤装置19，固体物沿箱体内壁通过出料管15排至收集箱内，由此可知对比文件3公开了从属权利要求3的附加技术特征，而且该技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，均是用于刮除过滤表面的滤渣并收集排出滤渣，且两者同属于污水过滤领域，因此对比文件3给出了在滤水网上设置滤渣刮排件及出渣口来刮除、排出并收集滤渣的技术启示；
对于从属权利要求5，设置净水抽排机构将过滤后的净水排入净水箱中是本领域的常规技术手段；
针对从属权利要求6，为了便于污水净化装置净化过程的自动化控制，设置控制器来监测并控制净化装置各阀部件或水泵等开闭来控制污水、净水、滤泥和滤渣的流动属于本领域的惯用设置手段；
对于从属权利要求7，设置一箱体将过滤机构和净水箱均设在其中并固定二者的位置也是本领域的常规设计；
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-7也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。
3、关于复审请求人的意见陈述
复审请求人在意见陈述书中陈述了如下意见：本申请构成了上下分层设置的多级过滤机构，对比文件1中为单级过滤，对比文件3与本发明也截然不同，本申请的多级过滤结构，先过滤污水中的较大颗粒，再在分子水平上对污水进行净化处理，这样的净化效果明显是单纯的过滤网过滤处理无法比拟的；网格状的托架除了支撑滤水网和可更换过滤器外，还可对下方的可更换过滤器起到缓冲作用；本申请的可更换过滤器中，金属网状衬垫层用于对聚丙烯睛层和氧化石墨烯层起到衬垫和支撑的作用，聚丙烯腈层用作超滤膜滤芯，只允许水及比滤膜孔径小的小分子物质通过，以去除水中的细菌、蛋白质和胶体等，氧化石墨烯层进一步对聚丙烯睛层过滤后的水进行处理，基于公开出版物公开的内容，本领域的技术人员最多只能想到将石墨烯用于污水净化，而并不能想到将包括氧化石墨烯制成的石墨烯过滤层与金属网状衬垫层和聚丙烯腈层组合形成可更换过滤器。
合议组充分考虑复审请求人陈述的意见后认为：在污水处理领域，为了提高污水净化效果，根据出水的水质要求，采用粗滤、精滤、微滤等组合的多级过滤设置是本领域的常规技术手段，为了提高污水过滤效果，本领域技术人员有动机将对比文件1中的单级过滤设置更换为多级过滤，而且，参考上述对权利要求1的评述，本申请所采用的金属网、石墨烯、聚丙烯腈等都是本领域公知的可用于水处理的滤料介质，滤网、滤料、滤芯等也都是本领域常用的水过滤介质形式，本领域技术人员将其组合叠加使用是容易想到的，其获得的技术效果也是本领域技术人员可合理预期的；为了增强滤水网等过滤层的抗污水冲击性和提高支撑效果，设置网格状的托架或者滤板，使滤水网和组合过滤结构覆盖或镶嵌在托架或者滤板上是常规设置。
综上，对于复审请求人陈述的意见，合议组不予支持。
基于以上事实和理由，合议组依法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2017年11月30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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