水净化技术专利部署动态


 

水净化牵动大市场
 
  在国外,水净化产品已经相当普及。例如,在欧美、日本等发达国家,家用净水器的普及率已经超过70%。国外自来水公司、桶装水公司、饮料公司、酒厂、污水处理厂、工矿企业等使用的大型净水处理设备也已相当普及。
 
  在我国,一方面,水环境已经受到严重污染;另一方面,净水工程和技术远未普及。例如,我国劣五类的河段约占23.3%。这类河段的水不能用于生活饮用和洗涤,不能被牲畜和野生动物饮用,不能用于工业生产,也不能用于农田和草原灌溉。有些劣五类河水甚至已经污染地下水,能导致动物绝育、痴呆,还会导致癌症等其他疾病。此外,我国鱼虾绝迹的河段约2.4万公里,占全国河段的45%。我国约78%的河段已不适合作为生活饮用水源。
 
  水污染的根源之一在于未经净水工程和技术处理或者处理不达标的废水数量太大。例如,我国2005年废水排放总量约524.5亿吨。但是,城市污水处理率低于20%,农村污水处理率低于5%,工业废水处理达标率低于70%。为了解决水污染问题,我国政府已硬性规定,到2010年,全国城市污水处理率要超过70%。对污水处理达标率,我国也做出了具体规定。随着这些规定的陆续实施,污水处理行业将产生数以百亿计的市场机会。鉴于此,GE等国外一大批污水净化企业已经进入我国。有些国外企业的在华投资额高达数十亿元。同时,国内污水净化企业也加强了产品研发、市场拓展力度,家用净水器等数十种新产品已经陆续投放市场。
 
净水专利技术部署动态
 
  目前,全球公开的水净化专利数据库包含10多万篇文献,主要涉及污水、废水、中水及污泥处理领域的产品和方法发明。从我国公开的文献看,水净化专利主要分布在大型设备和工艺、小型净化器、催化剂、净水剂等领域。
 
  第一,大型设备和工艺。这类技术适用于工矿企业、污水处理厂,以及河流、湖泊等大型水体的净化。例如,02107400.3号文献涉及一种工艺水净化的工艺和设备,用于在按照固定床压力气化和熔渣浴气化工艺气化固体含碳废料的工艺中,冷却和清洗生成的气体时产生的工艺水净化。01804298.8号文献涉及一种用于获得饮用水或污水净化的大型水处理设备。200510116942.7号文献涉及一种膜法炼化污水回收利用方法及设备。200310115009.9号文献涉及一种河流湖泊的水净化方法及其专用造流曝气设备。03146572.2号文献涉及一种循环水养殖的净水方法及设备。
 
  第二,小型净水器。这类技术主要有太阳能、紫外线、电解、纳米、化学、物理等净水路线,适合小规模净水需求。例如,200610019641.7号文献涉及一种感应、遥控式太阳能净化热水系统。200610052387.0号文献涉及一种水净化装置,适用于城乡集中或自备的供水终端用户对水的净化和消毒杀菌。200610035491.9号文献涉及一种家用全自动净水机,包括机壳以及设置于其内部的活性炭过滤器、电渗析膜堆净水器、两位四通阀、紫外线杀菌装置和供电及控制器,其特征在于:设置二级活性炭过滤器,二级活性炭过滤器设置于两位四通阀淡水出水口与紫外线杀菌装置进水口之间。纯净水箱设置于机壳的上方,纯净水箱通过管道连接出水龙头,在纯净水箱中设置净水进口和浮球水位自动控制装置。
 
  此外,200510026466.X号文献涉及一种台阶式雨水净化器。它通过阶梯式的沉降槽将雨水比重大于水和小于水的杂物分别逐步去除,能保证清洁的雨水流入小型储水容器中。200510064575.0号文献涉及一种净水器滤芯寿命检测方法和装置。200510003694.5号文献涉及一种环型紫外灯管净水器。200480015610.3号文献涉及一种光触媒杀菌器。200510098869.5号文献涉及一种太阳能反渗透净水器。200410047863.0号文献涉及一种纳米净水器。200480019458.6号文献涉及一种净水器及其净化方法,它具有第一滤膜和设置于该第一滤膜下游侧的第二滤膜。02822081.1号文献涉及一种利用电解的水净化器。200310110078.0号文献涉及一种去除有机物的纳米净水材料、制备方法及应用,它以高分子材料为填充剂、纳米材料为过滤体。
 
  第三,催化剂。这类技术主要涉及催化剂产品、制造方法、使用方法,以及相关设备发明。例如,200510095463.1号文献涉及一种磁载光催化剂复合颗粒的合成工艺及污水净化方法和装置。200410026699.5号文献涉及一种磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂净化废水方法及装置。98121047.3号文献涉及一种醛加氢催化剂及其制备方法。92109904.5号文献涉及一种含高浓度有机物及氨工业污水湿式氧化净化催化剂。90103195.X号文献涉及一种用废催化剂制碱式氯化铝净水技术。
 
  第四,聚合氯化铝聚合物产品发明。例如,200510050326.6号文献涉及一种聚合氯化铝,它具有以下通式:AL2OHnCL6nm,其中,1≤n≤5m≤10。它可用于源水及工矿企业自制水的净化处理、废水处理以及城市生活污水和商业用水处理。
 
  第五,聚合氯化铝制造方法发明。例如,91106761.2号文献涉及一种制取聚合氯化铝的方法,先将原料活化,然后用盐酸或盐酸与硫酸的混和酸溶浸,浸出液加调整剂水解聚合制取聚合氯化铝,其特征在于聚合氯化铝的制取是利用高岭土成型后,再进行平床静态活化,浸出液以铝酸盐为引发协效剂。02120932.4号文献涉及一种以盐酸和氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝的方法,包括反应和静置聚合两个过程。在反应过程中向盐酸和氢氧化铝的混合液中吹入适量的氯气,吹入的氯气与盐酸溶液中的水反应可生成盐酸和次氯酸。次氯酸作为化学反应的触媒,可使盐酸和氢氧化铝在接近常温和常压的条件迅速发生反应生成羟基氯化铝,可大大简化聚合氯化铝的生产工艺和生产设备并显著缩短生产周期。90100162.7号文献涉及一种由氢氧化铝制取聚合氯化铝的方法。
 
  第六,混凝剂发明。例如,95119000.8号文献涉及一种高聚合氯化铝铁复合混凝剂及其生产方法,该混凝剂由铝、铁、羟基、氯元素组成,在产品中铝与铁的比例为2112;该生产方法为,将生产硫酸的废渣尘粉碎、磨细成粉末,将该粉末与盐酸和水进行充分搅拌、浸泡得浸出溶液,再用矾土水泥作为聚合剂加入浸出溶液中进行聚合反应,通过聚合反应获得高聚合氯化铝铁复合混凝剂。98118051.5号文献涉及一种水处理用复合絮凝剂,将经特种加工、具有活性基团的氧化钙的固体粉末(重量含量为2325%)与含羟基基团聚合铝固体粉末(重量含量2030%)以重量比10.215复配而成.。它具有破乳、破胶、吸附脱色、除油、脱墨等多种功能;产品适应性广、净化效率高、絮凝效果好、安全可靠;在工业水处理和环保污水处理上有推广应用价值。97107234.5号文献涉及一种改进的复合凝聚剂,它包括310%的聚合氯化铝,0.51%的高分子无机铁盐,0.11.5%的丙烯酸钠。它是各种工业污水、生活污水和净化饮用水的理想凝聚剂。
 
  第七,净水剂发明。例如,200510042116.2号文献涉及一种水质净化处理剂,包含以下重量比的组份:聚合氯化铝13、结晶氯化铝811、过碳酸钠811、元明粉2831、柠檬酸13、柠檬酸二钠13、乙二胺四乙酸13、乙二胺四乙酸二钠13、大苏打46、苏打46、小苏打811。还包含适当的中成药、西药以及天然植物萃取物。97101480.9号文献涉及一种新型液体净水剂,包括A剂和B剂,A剂为含有1030%硫酸铝和1040%聚合氯化铝的水溶液,B剂为含有0.54%聚丙烯酰胺和17%水玻璃的水溶液,净化污水时,按污水量的0.5‰A剂和B剂各一份,分两次分别将A剂和B剂投入污水搅匀即可。98118788.9号文献涉及一种净水剂。它以硅藻土为基体,辅助添加剂(聚合氯化铝、三氯化铁、漂白粉或次氯酸钠)以五种不同配比形成一系列净水剂。00122902.8号文献涉及一种无机高分子净水剂,是一种由280580g聚合氯化铝,520g聚合硫酸铁,0.12g二氯异氰脲酸,415g炭酸钠进行混配而成的无机高分子净水剂。
 
  此外,01128408.0号文献涉及一种净水剂。它由下述重量配比原料制成:聚合氯化铝 6099,聚合氯化铁 0.110,聚丙稀酰胺 0.510,氯化镁 0.420,荧光增白剂0.0001100123006.9号文献涉及一种工业污水净化剂,它由碳粉515kg,木质素720kg,氯化镁2045kg,硫酸亚铁1030kg,聚合氯化铝1540kg,二氧化硅29kg,聚丙烯酰胺310kg进行混配而成。00114689.0号文献涉及一种污水净化剂,所含原料组份的重量比例为硫酸亚铁 911份,硫酸铜0.51份,石灰510份,聚合氯化铝12份,漂白粉12份,水 7585份,经溶解、混合、搅拌、包装制得成品。该净化剂适合酒精厂、糖厂、化工厂、造纸厂的生产废水处理。96119645.9号文献涉及一种家用保健水质净化剂,含有聚合氯化铝,其特征在于其中还加有其它的保健元素,它们的组份如下(重量比):9092份的聚合氯化铝,2.53.5份的三聚磷酸钠,33.2份的钙离子,1.51.7份的氯化铁,0.50.8份的氯化镁,0.30.4份的氯化锌以及0.50.6份的碘化钾。01128409.9号文献涉及一种净水剂,以聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙稀酰胺为原料,添加一定比例荧光增白剂,混合均匀后原料成颗粒状物。
 
  还有一些专利文献涉及混凝剂制备方法。例如,02115953.X号文献涉及一种复合混凝剂聚合氯化铝铁生产方法,步骤如下:用含铝原料和工业盐酸在常压或加压状态、温度100150℃下,在耐酸容器内反应1.54小时,生成含铝酸液;含铁盐类或含铁原料与工业盐酸或稀硫酸在常压、100130℃下反应生成含铁酸液;将上述含铝酸液、含铁酸液放入聚合池中混合;加入氯酸盐和水,将聚合池中液体升温至7090℃,加入铝酸钙粉,反应35小时;混合液沉淀后即得液体聚合氯化铝铁净水剂,干燥后即为固体聚合氯化铝铁净水剂。
 
  第八,聚合氯化铝净水剂制造方法发明。例如,200410010501.4号文献涉及一种除氟、除砷水质净化剂及其制备方法,主要组分由凹凸棒矿石粉及活性炭组成,先将凹凸棒矿石粉进行活化处理,处理后与活性炭按配比进行混合粉至80目细度制得粉剂1,然后将聚合氯化铝粉至80目细度制得粉剂2。按重量份,该净化剂包含以下组分:凹凸棒矿石粉19份,份活性炭0.55份。97112857.X号文献涉及一种聚合氯化铝的制备方法,主要以氢氧化铝为原料与盐酸加压下反应,收集其浸出液,其特征在于用天然方解石在0100℃调制其盐基度,其滤液便为制得的液体聚合氯化铝产品。
 
  此外,92101966.1号文献涉及一种聚磷氯化铝混凝剂的制造方法:将聚合氯化铝溶液进行浓度、碱化度调整;将磷酸盐溶液加入所说的调整好的聚合氯化铝溶液中混合,再升温反应;将第二步骤中的反应物料保温熟化,得到聚磷氯化铝溶液。92110970.9号文献涉及一种复合高效水质净化剂的制备及其应用。该复合高效水质净化剂是以活化处理的(钙基或钠基)膨润土/硅藻土/高岭土为原料,加以聚合氯化铝、聚合氯基硫酸铝/聚合硫酸基氯化铝、聚合硫酸铁和硼镁尾矿渣改性物混合复配而成。90105462.3号文献涉及一种亚铁基型聚氯化铝铁净化剂配制与工艺。
 
  新出现的专利文献提高了净水能力,降低了制造成本。例如,200310110435.3号文献涉及一种聚合氯化铝净水剂的制备方法,首先对高岭土原矿进行干燥处理:干燥温度为200℃,干燥时间2小时;然后进行煅烧处理:煅烧温度600℃750℃,煅烧后通火时间 12小时;再进行配浆:称取高岭土原矿200千克置于反应器具内,加 200升-240升自来水配成浆液;接着使用3650克六偏磷酸钠进行分散处理,用60克的草酸和32克的浓盐酸进行氧化除杂处理,用100克的保险粉进行还原除杂处理,将其充分搅拌20分钟后过滤,再加入240升不搅拌均匀成浆状;紧接着陈化处理2小时,离心分离之后,往滤渣中加入200升水,215218公斤浓盐酸,在反应容器中8595℃下反应3小时;接下来,再一次离心处理反应物:滤液给浓缩一半后得液相净水剂或经喷雾干燥得到固相净水剂;滤渣则经二次除杂,离心处理及干燥后即为白炭黑。
 
  第九,使用聚合氯化铝的造纸废水处理方法。例如,200410086580.7号文献涉及一种造纸白水的处理方法。首先,它使白水在紊流状态下与聚合氯化铝混凝形成聚合共混体系,将该共混体系送入浅层气浮净水器的溶气水混合系统中,加入助凝剂35秒后与溶气水混合进行固液分离,将分离出的清水在浅层气浮池底部收集并排出,成为初级回用水;其中,聚合氯化铝的加入量为60240mg/L,与白水的混凝反应时间在4080秒,助凝剂为强性阳离子型聚丙烯酰胺,加入量为聚合氯化铝加入量的11.5%94108488.4号文献涉及一种再生纸造纸污水净化方法,其特征在于污水中先加入聚合硫酸铁,然后再加入聚合氯化铝、聚丙烯酰胺,混凝剂与污水充分混合后进入污水净化器内,经混凝、沉降、过滤和浓缩后可得清水和浓缩污泥。
 
  此外,97114281.5号文献涉及一种废纸脱墨废水的絮凝-沉淀处理方法及设备。它以特定的聚合氯化铝为絮凝剂。净化器由喷嘴、文丘里管、内筒体、外筒体和一对围壁上均匀地开有孔道的喇叭形裙围组合构成的反应区、流化澄清区、混合回流区和沉渣区所组成。97103899.6号文献涉及一种含铝盐与粉煤灰的污水处理混凝剂及处理造纸厂污水的方法。该混凝剂由铝盐与粉煤灰混合构成;铝盐与粉煤灰之间的之比为1215;铝盐最好为聚合氯化铝或碱式氯化铝。该混凝剂的使用方法是在污水中直接放入由铝盐与粉煤灰组成的混凝剂,混凝剂与污水充分混合,经一定时间的混凝、沉降、过滤后,得到清水。
 
  第十,使用聚合氯化铝的其他工矿企业净水方法。例如,94108489.2号文献涉及一种燃煤工业锅炉湿法除尘污水净化方法,其特征在于先向污水中加入石灰粉,将PH值为35的酸性污水调节到PH69,然后加入聚合氯化铝、聚丙烯酰胺,污水与混凝剂充分混合后进入污水净化器内,经混凝、沉降、过滤和浓缩后,得到清水和浓缩污泥。94113418.0号文献涉及一种墙地砖生产废水净化方法,其特征在于预先调节好污水的PH值为6.58,再向污水中加入聚合氯化铝,随后加入聚丙烯酰胺,混凝剂与污水充分混合后进入高浊度污水净化器内,经混凝、沉降、过滤、浓缩后,得到清水和浓缩污泥。
 
  从专利布局看,国外企业已经在净水设备、净水器、净水剂、净水方法等各主要领域部署大量知识产权。这表明,国外净水企业进入我国市场的决心非常坚定。此外,在某些畅销产品上,专利文献的分布较为密集。例如,我国与聚合氯化铝净水剂有关的专利文献有数百篇。聚合氯化铝是一种优秀的净水剂,能除菌、除臭、脱色。用量可比传统净水剂减少30%多,成本节省40%多。在日本,聚合氯化铝的应用约占整个市政水处理市场的90%,欧洲约占70%。聚合氯化铝占我国净水剂市场60%以上。随着我国污水处理率的快速提升,聚合氯化铝净水剂相关产品的应用规模、普及程度将继续提升。在该领域,我国净水产品骨干制造企业公开的专利申请极少。在净水方法、滤芯、膜产品、其他净水添加剂等技术领域,我国企业公开的专利文献也很少。不过,随着市场竞争的日益加剧,在不久的将来,我国企业在水净化领域也会迎来一个专利部署的新高潮。


作者:魏衍亮
原发布单位:知识产权报

 





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