• ポートフォリオ機能


ポートフォリオを新規に作成して保存
既存のポートフォリオに追加保存

  • この表をプリントする
PDF PDFをダウンロード
審決分類 審判 全部申し立て 2項進歩性  C02F
管理番号 1374936
異議申立番号 異議2021-700101  
総通号数 259 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許決定公報 
発行日 2021-07-30 
種別 異議の決定 
異議申立日 2021-01-28 
確定日 2021-05-27 
異議申立件数 1 
事件の表示 特許第6732448号発明「有機性排水の処理方法」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。 
結論 特許第6732448号の請求項に係る特許を維持する。 
理由 第1 手続の経緯
特許第6732448号(以下、「本件特許」という。)の請求項1?3に係る特許についての出願は、平成27年12月28日に特許出願され、令和2年7月10日にその特許権の設定登録がされ、令和2年7月29日に特許掲載公報が発行された。その後、請求項1?3に係る特許に対して、令和3年1月28日に特許異議申立人簑さくら(以下、「申立人」という。)により特許異議の申立てがされた。

第2 本件発明
本件特許の請求項1?3の特許に係る発明(以下、それぞれ、「本件発明1」?「本件発明3」といい、まとめて「本件発明」という。)は、その特許請求の範囲の請求項1?3に記載された事項により特定される次のとおりのものである。

「【請求項1】
有機性排水を流動床式反応槽により嫌気条件で生物処理する有機性排水の処理方法であって、
前記生物処理を立ち上げる際には、前記反応槽内に、嫌気性微生物が生物膜となって付着している担体と、前記生物膜が付着していない担体とを共存させ、嫌気性グラニュール汚泥を共存させずに、前記有機性排水を通水し、担体あたりのCODcｒ負荷を30kg/m^(3)/daｙ以上に立ち上げ、
前記担体はゲル状担体であり、
前記反応槽は、撹拌型反応槽であり、
前記担体に付着している前記生物膜の厚みは20μm以上であることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項2】
前記反応槽へ投入する前記生物膜が付着している担体の投入率は、前記反応槽へ投入する担体の総量に対して20%?95%の範囲であることを特徴とする請求項1記載の有機性排水の処理方法。
【請求項3】
前記反応槽へ投入する前記生物膜が付着している担体の投入率は、前記反応槽へ投入する担体の総量に対して20%?70%の範囲であることを特徴とする請求項1記載の有機性排水の処理方法。」

第3 申立理由の概要
1 甲各号証
甲第1号証:W. A. Enger et al., FULL-SCALE PERFORMANCE OF A FLUIDIZED BED^(*) IN A TWO-STAGE ANAEROBIC WASTE WATER TREATMENT AT GIST-BROCADES, AQUATECH' 86 Conference papers, (The Netherlands), 15-19 September 1986, p. 297-306
甲第2号証:特開2006-785号公報
甲第3号証:特開2014-100677号公報
甲第4号証:特開2012-76001号公報
甲第5号証:荒木信夫, 原田秀樹, 桃井清至,(1)嫌気性流動床内生物膜の形成過程における微生物集積効果, 衛生工学研究論文集, 1992, 第28巻, p.1-9
甲第6号証:荒木信夫, 原田秀樹, 桃井清至, 嫌気性流動床内の生物膜の物理性状に及ぼす上昇線流速の影響, 水環境学会誌, 1993, 第16巻, 第3号, p.209-218

2 特許法第29条第2項(進歩性)について
(1)甲第1号証を主引用例とする場合について
本件発明1?3は、甲第1号証に記載された発明、及び、甲第2?6号証に記載された事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。
(2)甲第3号証を主引用例とする場合について
本件発明1?3は、甲第3号証に記載された発明、及び、甲第2、4?6号証に記載された事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。

第4 甲各号証の記載事項、甲1発明及び甲3発明について
1 甲第1号証の記載事項及び甲1発明
(1)甲第1号証には、以下(1a)?(1f)の記載事項がある(当審注:「…」は記載の省略を表す。以下、同様である。)。
(1a)「In 1978 a start was made to investigate the biological purification of the residual waste water streams.
Here account had to be taken of the fact that the Delft industry is surrounded by residential districts and that not much room for expansion was available. Therefore, the requirements were that the new purification plant had to be completely closed (no odour), compact, highly loaded and reliable.

As the waste water contains sediment (cell material etc.), the plant had also to meet the demand that this sediment would not accumulate in the reactors. After extensive experiments the fluidized bed process was selected as an attractive system which could meet the above mentioned requirements (ref 1,2,3,4).
The final result of these investigations comprises three subsequently arranged fluidized beds with attached biomass in concentrations up to 50 kg VSS/m^(3). In the first two reactors, that is the acidification reactor and the methane fermentation reactor respectively, the waste is converted into methane gas under anaerobic conditions. In the third reactor the sulfide and ammonia formed in the anaerobic phase is oxidized by the bacteria using air, into SO_(4)^(= )and NO_(3)^(-)( ref 4).」
(第299頁第25?43行)
(当審仮訳:1978年には、残留排水の生物学的浄化の調査が開始された。
ここでデルフトの産業が住宅地に囲まれており、拡張の余地があまりないという事実を考慮しなければならなかった。そのため、新しい浄化プラントに求められたのは、完全に密閉されていて(臭気がない)、コンパクトで、高負荷で、信頼性が高いことであった。

また、排水には沈殿物(細胞物質など)が含まれているため、この沈殿物が反応槽に蓄積しないことも要求された。広範な実験の後、上記の要求を満たすことができる魅力的なシステムとして、流動床プロセスが選択された(ref 1,2,3,4)。
これらの調査の最終結果は、最大50 kg VSS/m^(3)の濃度のバイオマスを付着させた後に配置された3つの流動床で構成されている。最初の2つの反応槽、すなわち酸発酵槽とメタン発酵槽では、廃棄物は嫌気性相でメタンガスに変換される。第3の反応槽において、嫌気性相で生成した硫化物やアンモニアは空気を使ってバクテリアによってSO_(4)^(=)とNO_(3)^(-)に酸化される。)

(1b)「DESCRIPTION OF THE PROCESS
By separating the anaerobic purification process into two stages, it appears from pilot investigations at Gist-Brocades that in total less reactor volume is needed than in the case of only one stage (2).
In the pilot reactors, conversions of 20 kg COD/m^(3).day in the first stage and 55 kg COD/m^(3).day in the second stage at concentrations of biomass of 25-40 kg VSS/m^(3) have been achieved. These COD conversions are average day values and are calculated over the active part of the reactor.
In the first stage not only acidification occurs but it should be noted that about 30% of the total produced biogas is formed here already.
Figure 1 depicts how both fluid sandbeds (R1 and R2) of the full scale reactors are subsequently arranged.
・・・
The reactor, built of glasfiber reinforced polyester, has a height of 21 metres and the diameter of the part in which the fluidized bed is situated amounts to 4.7 metres. The total volume of the reactor is 390 m^(3); 40 m^(3) of this volume is occupied by the gas zone D in the upper section of the reactor. Of the remaining 350 m^(3) wet volume 215 m^(3); is occupied by the active part A, the fluidized bed.

The recirculation pumps 2 and 3 maintain a constant upward flow rate of 15-20 m/h. This upward flow causes the fluidization of the sand. There is present an amount of 90,000 kg silversand in each active part A. During the fluidization, sandgrains (0.1-0.45 mm) float apart from each other thus allowing a large adhesive surface for bacteria. Short circuit streams do not occur so that all of the biomass is well brought into contact with the waste water. The waste water is fed into the circulation of the reactor by feedpump 1. As more waste water is introduced, less recirculation takes place. Since both reactors are directly connected to each other, the waste water introduced flows of its own accord from R1 into circulation of R2.

The organic C-compounds in the waste water are converted into biogas by the attached bacteria. In the upper part of the reactor, the biogas is collected in phase separator B and discharged to gas zone D.」
(第300頁第8?39行)
(当審仮訳:嫌気性浄化プロセスを2つのステージに分けることで、Gist-Brocadesのパイロット調査では、1つのステージだけの場合に比べて、必要な反応槽の容積が少なくて済むことがわかった(2)。
パイロット反応槽では、バイオマス濃度が25-40 kg VSS/m^(3)の場合、第1ステージで20 kg COD/m^(3)・day、第2ステージで55 kg COD/m^(3)・dayのCOD変換が達成されている。これらのCOD換算値は一日の平均値であり、反応槽の有効部分で計算される。
第1段階では、酸発酵が起こるだけでなく、生成されるバイオガス全体の約30%がすでにここで形成されていることに留意すべきである。
図1は、フルスケール反応槽の両方の流動床(R1およびR2)がどのように配置されているかを示している。
・・・
ガラス繊維で強化されたポリエステル製の反応槽の高さは21メートルで、流動床がある部分の直径は4.7メートルになる。反応槽の総容積は390 m^(3)で、そのうち40 m^(3)は反応槽の上部にあるガスゾーンDで占められている。残りの350 m^(3)のウェットボリュームのうち、215m^(3)は活性部A、流動床で占められている。

再循環ポンプ2と3は、15-20 m/hの一定の上向きの流量を維持している。この上向きの流れが砂の流動化を引き起こす。流動化の過程で、砂粒(0.1-0.45mm)が互いに離れて浮遊するため、バクテリアの接着面が大きくなる。短絡流は発生しないので、すべてのバイオマスが排水とよく接触する。排水は反応槽の循環にフィードポンプ1により供給される。より多くの排水が導入されれば、より少ない再循環が起こる。2つの反応槽は直接接続されているので、導入された排水は自動的にR1からR2の循環に流れ込む。

排水に含まれる有機炭素化合物は、付着したバクテリアによってバイオガスに変換される。反応槽の上部では、バイオガスが相分離器Bに集められ、ガスゾーンDに排出される。)

(1c)「

」
(図1)(300頁)

(1d)「The energy consumption of the pumps per pair of reactors amounts to 840 kWh/day. On the other hand the energy yielded by the methane production amounts to 4 kWh per kg COD converted. On the basis of the pilot processes the full scale installation has been designed for a daily average COD conversion of 30 kg COD/m^(3).day, calculated over the active part of both reactors. In both reactors together 12,900 kg COD/day may be converted, that is an energy production of 51,600 kWh/day. The energy consumption (0.07 kWh/kg COD converted) is as low as 2% of the energy yield.
By using the results obtained from three different periods the biological action of the full scale fluid bed plant in Delft will be explained. 」
(第301頁第9?18行)
(当審仮訳:反応槽1組あたりのポンプのエネルギー消費量は840 kWh/dayとなる。一方、メタン生成によって得られるエネルギーは、kg COD当たり4 kWhである。パイロットプロセスに基づいて、1日平均30 kg COD/m^(3).dayのCOD変換を目的としたフルスケールの設備が設計され、両反応槽の活性部で計算される。両方の反応槽で合わせて12,900 kg COD/dayが変換される可能性があり、これは51,600 kWh/dayのエネルギー生産量となる。エネルギー消費量(0.07 kWh/kg COD変換)は、エネルギー収量の2%と低い。
3つの異なる期間に得られた結果を用いて、デルフトのフルスケール流動床プラントの生物学的作用を説明する。)

(1e)「PERIOD 1: START-UP OF BIOBED^(TM) R1 AND R2

On February 2, 1984 (day nr. 33) R1 was started up with only the waste water from the yeast production. The composition of this waste water was
COD = 3570 ± 1110 mg/l; SO_(4)^(=) = 1450 ± 290 mg/l;
after day 95: SO_(4)^(=) = 310 ± 190 mg/l; pH = 6.2. No inocculation took place with R1: after 14 days the acidification was completed, so that on February 17 (day 48) R2 could be started up.
R2 has been inocculated previously with attached sand from the pilot reactor although this was only 1% of the total amount of sand in R2.
At about day 100 the gas production (figure 2) starts to increase. Until day 70 the temperature of the waste-water introduced was 20-30℃. After day 70 the input was heated up to 37℃ by the use of waste heat released from an evaporation process. The waste heat was dissipated before in the air.
In addition, until day 95 the sulfate content was rather high. After day 9 K_(2)SO_(4) was removed from the waste water stream and sold as fertilizer. Apparently the low temperature and in particular the high sulfate concentration had an inhibiting effect. The biogas produced, soon attained a high methane content (see figure 3), that is on average about 80% CH_(4). Based on gas production it could be calculated that a maximum of 20 kg COD/m^(3).dag was converted. The steplike increment of the influent is shown in figure 4. At the end of this period a residence time of 1.4 hours within the active part of the reactor was achieved.

With an average COD concentration of 3570 (±1,110) mg/l, a COD purification of 60% and a CH_(4) content in the biogas of 80%, it can be expected that on average 1 (±0.3) liters biogas per liter waste-water shall be produced. Figure 5 shows that this ratio was achieved only after day 200.
The COD load (figure 6) was already rather constant from day 130 and amounted to about 25 kg COD/m^(3). day, calculated on R1 + R2.」
(第301頁第19?46行)
(当審仮訳:第1期:BIOBED^(TM) R1及びR2の立ち上げ

1984年2月2日(33日目)、イースト製造からの排水だけを用いてR1を立ち上げた。この排水の組成は、
COD = 3570 ± 1110 mg/l、SO_(4)^(=)= 1450 ± 290 mg/lであった。
95日目以降:SO_(4)^(= )= 310 ± 190 mg/l;pH = 6.2であった。R1では接種は行われなかった。14日後には酸発酵が完了し、2月17日(48 日目)にR2を立ち上げることができた。
R2は、R2内の砂の総量のわずか1%であったがパイロット反応槽からの付着した砂であらかじめ接種されていた。
約100日目にガス生成(図2)が増加し始めた。70日目までは、導入した排水の温度は20?30℃であった。70日以降、投入物は蒸発プロセスからの放出される廃熱を利用することで37℃まで温められた。廃熱は空気に放出される前に消散した。
さらに、95日までは硫化物含有量はかなり高かった。9日目以降、排水からK_(2)SO_(4)が除去され、肥料として販売された。温度が低く、特に硫酸塩濃度が高かったことが阻害要因となったようだ。生成されたバイオガスはすぐに高いメタン含有量に達し(図3参照)、平均して約80%のCH_(4)を含んでいる。ガス生成量から、最大20 kg COD/m^(3).dagが変換されたと計算できる。流入水の段階的な増加を図4に示す。この期間の終わりには、反応槽の有効部分で1.4時間の滞留時間が達成された。

平均COD濃度が3570(±1,110) mg/lの場合、COD浄化率は60%で、排水1リットルあたりのバイオガス中のCH_(4)含有量が生成される。図5は、この比率が達成されたのは200日目以降であることを示している。
COD負荷(図6)は130日目からすでにほぼ一定で、約25kg COD/m^(3).dayとなった。)

(1f)
「

」
(図6)

(2)前記(1)(1a)?(1f)によれば、甲第1号証には、残留排水の処理として、臭気がなく、コンパクトで負荷が高く、信頼性の高い方法として、流動床式の生物学的浄化方法が記載されており、当該浄化方法において、2つの反応槽は、酸発酵槽とメタン発酵反応槽であり、排水は嫌気性相でメタンガスに変換されるものである。
さらに、パイロット調査に使用した浄化方法において、酸発酵槽R1及びメタン発酵槽R2は反応槽に位置する活性部Aが流動床で占められ、再循環ポンプ2及び3により上向流を引き起こすものである。
また、フルスケールの設備においては、1日平均30 kg COD/m^(3).dayのCOD変換を目的とした設計がなされているものである。
そして、フルスケールの設備の立ち上げにおいて、反応槽R2は、パイロット反応槽からの付着した砂により、反応槽R2の砂の総量の1%が接種されたものであり、また、グラニュールを添加することが記載されていないことから、砂をグラニュールと共存させていないものである。

(3)前記(2)によれば、甲第1号証には、「残留排水を流動床を備える反応槽により嫌気性相で生物学的浄化により処理する排水の処理方法であって、前記処理を立ち上げる際には、前記反応槽内に、既に生物学的処理により接種された砂と、それ以外の接種されていない砂とを共存させ、前記排水を通水し、COD負荷を一日平均30kg/m^(3)/daｙに設定する排水の処理方法。」
の発明(以下、「甲1発明」という。)が記載されていると認められる。

2 甲第2号証の記載事項
(1)甲第2号証には、以下(2a)?(2e)の記載事項がある。
(2a)「【0014】
本発明は、実装置として運転する嫌気性アンモニア酸化槽で嫌気性アンモニア酸化細菌の培養も兼ね、培養した嫌気性アンモニア酸化細菌を引き抜いて他の嫌気性アンモニア酸化槽での立ち上げの種菌として供するという着想の基に、他方の嫌気性アンモニア酸化槽の馴養期間を短縮し、且つ引き抜かれた一方の嫌気性アンモニア酸化槽の性能低下を防止すべく構成すると共に、培養の効率化及び引き抜き精度や引き抜きの容易性等を図るべく前記一方の嫌気性アンモニア酸化槽で馴養の終了した嫌気性アンモニア酸化細菌は固定化材料に付着固定又は包括固定された微生物固定化材であるように構成したものである。」

(2b)「【0032】
以上説明したように本発明の嫌気性アンモニア酸化槽の運転方法によれば、一方の嫌気性アンモニア酸化槽で馴養済みの嫌気性アンモニア酸化細菌を他方の嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養に利用するようにしたので、増殖速度の遅い嫌気性アンモニア酸化細菌の馴養期間を短縮でき、培養プラントを設ける必要がなくなると共に、嫌気性アンモニア酸化細菌が引き抜かれた一方の嫌気性アンモニア酸化槽の性能も低下させることがない。」

(2c)「【0035】
図1に示す2つの縦型の嫌気性アンモニア酸化槽のうち、一方の嫌気性アンモニア酸化槽は、嫌気性アンモニア酸化細菌が優占繁殖した馴養済みの微生物固定化材14Aを有する嫌気性アンモニア酸化槽(以下、「馴養済み槽10」という)であり、他方の嫌気性アンモニア酸化槽は、嫌気性アンモニア酸化細菌が未だ優占繁殖していない微生物固定化材14Bを有する未馴養の嫌気性アンモニア酸化槽(以下、「未馴養槽12」という)で、これから立ち上げを行うものである。尚、本実施の形態の微生物固定化材14A、14Bは、不織布の周囲に微生物を付着固定する固定床型の微生物固定化材14A、14Bの例で説明するが、これに限定するものではない。例えば、ゲルや樹脂ビーズ等の槽内を流動可能な粒状の固定化材料の周囲に微生物を付着固定する付着・流動型の微生物固定化材や、含水ゲルの内部に微生物を包括固定し、槽内を自由に流動することのできる包括・流動型の微生物固定化材を使用することができる。
【0036】
固定化材料の材質としては、ポリビニルアルコールやアルギン酸、ポリエチレングリコール系のゲルや、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなどのプラスチック系のものなどが上げられるが、特に限定しない。形状については、球形や円筒形、多孔質、立方体、スポンジ状、ハニカム状などの成形をおこなったものを使用することが好ましい。また,微生物の自己造粒を利用したグラニュールも本発明に使用できる。」

(2d)「【0042】
かかる馴養済み槽10と未馴養槽12とを使用して本発明の嫌気性アンモニア酸化槽の運転方法を実施するには、図1に示したように、馴養済み槽10から馴養済みの微生物固定化材14Aの一部を引き抜き、未馴養槽12に投入する。そして、馴養済み槽10には、未馴養な微生物固定化材14Bを補充し、運転を継続する。一方、未馴養槽12には、馴養済み槽10からの微生物固定化材14Aに加えて立ち上げ運転を行う。この場合、馴養済みの微生物固定化材14Aは、そのまま使用するとは限らず、固定化されている嫌気性アンモニア酸化細菌を引き剥がして馴養汚泥として未馴養槽12に添加してもよい。」

(2e)「【0054】
試験3?7は本発明の運転方法であり、予め運転しておいた馴養済み槽10から馴養した微生物固定化材14Aを引き抜き、未馴養槽12に投入して未馴養槽12の立ち上げを行ったものである。即ち、予め運転しておいた馴養済み槽10は、不織布を固定床として槽内に見かけ充填率として80%投入した。そして、表2に示したように、亜硝酸性窒素濃度(NO_(2) -N)を200mg/L、アンモニア性窒素濃度(NH_(4) -N)を250mg/Lに調整した無機合成廃水を使用し、脱窒速度3?5(kg-N/m ^(3) / 日) で運転を行った。このように、試験3?7における馴養済み槽10の微生物固定化材14Aは、上記の不織布を固定床とした種床のものを使用し、これを未馴養槽14に添加する。馴養汚泥量は、ほぼ一定となるように試験した。尚、試験では馴養済み槽10の微生物固定化材14Aの形態は不織布を固定床としたが、これに限定されるものではない。また、未馴養槽14に添加する微生物固定化材の形態も不織布に限るものではなく、試験では不織布の場合以外に、包括固定化担体、PVAゲルビーズ、グラニュールの色々な形態で行った。
【0055】
試験3は、馴養済み槽10から馴養済みの微生物固定化材14A全体のうちの5%を引き抜いて未馴養槽12に投入すると共に、残りの95%は未馴養な活性汚泥を付着させた新品の微生物固定化材14Bを投入した。また、馴養済み槽10内の馴養汚泥自体は添加しなかった。その結果、運転開始後52日後には未馴養槽12の脱窒速度が3.0(kg-N/m ^(3) / 日) になり、しかも馴養済み槽10と同じレベルの嫌気性アンモニア酸化活性を得ることができた。即ち、試験3の馴養期間は52日であり、嫌気性アンモニア酸化法を利用した十分な脱窒速度を得ることができた。
・・・
【0058】
この包括固定化担体を未馴養槽12に担体充填率30%になるように投入して試験を行った結果、運転開始後約1ヶ月(31日)で未馴養槽12の脱窒速度が3.3(kg-N/m ^(3) / 日) になり、試験4よりも短期間で馴養が可能となった。
【0059】
試験6は、馴養済み槽10から5%引抜いた馴養済みの微生物固定化材14Aから汚泥を引き剥がし、この汚泥にPVA(ポリビニルアルコール)製のゲルビーズを24時間浸漬した後、汚泥とPVAゲルビーズを未馴養槽12に投入した。尚、PVAゲルビーズの未馴養槽12への充填率は見かけ容積として50%になるようにした。その結果、運転開始後60日後に、他の上記試験3、4、5よりも小さいものの、未馴養槽12の脱窒速度が1.8(kg-N/m ^(3) / 日) まで立ち上げることができた。脱窒速度が試験3、4、5よりも小さかった理由は、PVAゲルビーズに付着されている馴養汚泥が一部剥離して槽から流出したためと考えられる。」

3 甲第3号証の記載事項及び甲3発明
(1)甲第3号証には、以下(3a)?(3f)の記載事項がある。
(3a)「【0001】
本発明は有機性排水の処理方法に関する。詳しくは、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する排水処理方法において、運転立ち上げに際して担体への微生物の増殖を促進させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行う有機性排水の処理方法に関する。」

(3b)「【0007】
本発明は、有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する方法において、運転立ち上げに際して担体への微生物の増殖を促進させることにより、装置の立ち上げに要する時間を大幅に短縮すると共に、装置の立ち上げ後においても効率的な処理を行うことができる有機性排水の処理方法を提供することを課題とする。
【0008】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、担体を保持する反応槽の立ち上げに際して、該反応槽内で有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌し、効率よくメタン菌を付着増殖させる運転条件を採用することにより、上記課題を解決することができることを見出した。」

(3c)「【0010】
[1]有機物を含有する排水を、担体を保持する反応槽に通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で該有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【0011】
[2]撹拌の方法が機械撹拌および/またはポンプ循環および/または不活性ガス曝気である、請求項1に記載の有機性排水の処理方法。
【0012】
[3]メタン菌グラニュールを、担体1Lあたり1?900gの範囲で存在させることを特徴とする、請求項1または2に記載の有機性排水の処理方法。
【0013】
[4]担体がポリビニルアルコール系担体である、請求項1?3のいずれか1項に記載の有機性排水の処理方法。
・・・
【0015】
メタン菌グラニュールは積極的に撹拌すると解体して系外へ流出することから、UASB法のようにゆるやかな上昇流で通水するのが常識であった。
【0016】
しかし、本発明においては、有機性排水を担体およびメタン菌グラニュールと撹拌する、という常識を覆す方法により、有機性排水処理装置の立ち上げを試みた。
その結果、従来の常識のとおりグラニュールが解体して系外へ流出し能力を失うかと思われたが、驚くべきことに、担体への微生物増殖が促進され、能力を失うことなく立ち上げできることを確認した。これは撹拌によって、担体とグラニュールの接触効率が高められ、短期間で担体への微生物の増殖が促進されたためと考えられる。」

(3d)「【0021】
本発明では担体を保持した反応槽内に、種汚泥としてメタン菌グラニュールを投入し、撹拌された状態で反応槽の立ち上げを行なうことを特徴としている。投入されたメタン菌グラニュールは、運転立ち上げ時において、撹拌によって担体との接触効率が高められ、短時間で担体への微生物の増殖を促進する効果を奏する。」

(3e)「【0025】
本発明では、運転立ち上げに際して、担体を保持する反応槽に有機性排水を通水して該担体に増殖した嫌気性微生物により生物学的に処理する有機性排水の処理方法において、該反応槽内で有機性排水をメタン菌グラニュール及び担体と撹拌させて嫌気性処理を行う。
【0026】
その撹拌方式としては、撹拌機等で反応槽内を撹拌して流動させる方法、ポンプで担体およびメタン菌グラニュールを該反応槽内で循環させる方法、窒素・メタンガス等酸素を含有しない気体で反応槽内を曝気流動させる方法などが考えられ、担体とメタン菌グラニュールが十分に混合・接触する方法をとる必要がある。UASB法、EGSB法で行なわれているような反応槽に原水を上向流で通水する方法では不十分である。
【0027】
使用する担体としては、特に制限は無いが微生物棲息性に優れた高分子ゲル状担体、特にポリビニルアルコール系ゲル担体が好ましい。担体の平均粒径は1?10mm、特に2?6mmであることが好ましい。
担体の表面から内部に連通する孔における孔径は、自由にコントロールできるが、バクテリアのみが担体内部に棲息できるものが好ましく、表面付近の孔径は0.1μm以上100μm以下のものが好ましく、0.5μm以上50μm以下がさらに好ましい。表面付近の孔径が0.1μmよりも小さいとバクテリアが内部に進入できないなどの問題があり、100μmよりも大きいとバクテリア以外の大きな生物が侵入し効率が低下する場合がある。担体中心付近の孔径については特に制限はない。」

(3f)「【0030】
反応槽の負荷も特に限定はないが、5?50kg-CODCｒ/m^(3)・日と高負荷をかけることも可能である。また、反応槽内の温度は通常のメタン発酵の条件と同様で25?40℃、特に30?38℃とすることが好ましい。
・・・
【0033】
・反応槽の仕様
反応槽:容量8L
槽内温度:35?37℃
反応槽に充填する担体:アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体(直径約4mm,比重1.025)
反応槽担体充填量:40容量%(槽容積に対する。)
・処理条件
原水CODCｒ濃度:5000mg/L
初期投入メタン菌グラニュール量:15g-VSS/L-担体
【0034】
図1に示す攪拌機を有した上記反応槽の仕様および処理条件にて立上げを実施した。排水流量は2.2L/日から運転開始し、その後、流量を段階的に上げ、約2週間程度で除去量(処理能力)20kg-CODCｒ/m^(3)・日に到達した。なお、CODCｒ除去率は、常に90%以上を推移し、非常に良好であった。」

(2)前記(1)(3a)?(3f)によれば、甲第3号証には、有機性排水を嫌気性微生物により生物処理する有機性排水の処理方法が記載されており、装置の立ち上げに要する時間を短縮させることを目的とし、担体を保持した反応槽内に、種汚泥としてメタン菌グラニュールを投入し、撹拌された状態で反応槽の立ち上げを行うものである。また、撹拌方式として、攪拌機等で反応槽内を撹拌して流動させるものであり、前記担体はゲル状担体等が使用されるものである。さらに、5?50kg-CODCｒ/m^(3)・日と高負荷をかけることが可能なものである。

(3)前記(2)によれば、甲第3号証には、
「有機性排水を流動床式反応槽により嫌気条件で生物処理する有機性排水の処理方法であって、前記生物処理を立ち上げる際には、前記反応槽内に、担体と、メタン菌グラニュールを共存させ、前記有機性排水を通水し、5?50kg-CODCｒ/m^(3)・日の負荷に設定可能であり、前記反応槽は、撹拌型反応槽であり、前記担体はゲル状担体である、有機性廃水の処理方法。」
の発明(以下、「甲3発明」という。)が記載されていると認められる。

4 甲第4号証の記載事項
(1)甲第4号証には、以下(4a)?(4e)の記載事項がある。
(4a)「【0008】
さらに本発明は酸生成槽とメタン発酵槽に存在する担体の少なくともいずれか一方が、好ましくはポリビニルアルコール系ゲル担体である、上記の排水処理装置である。」

(4b)「【0011】
本発明に使用する担体としては、公知の各種の担体を使用することができるが、ゲル状担体、プラスチック担体および繊維状担体から選ばれた1種類の担体、あるいはこれらの担体の2種類以上を組み合せた担体を使用することが好ましい。中でも、処理性能の高さの点から、ゲル状担体がより好ましく、ポリビニルアルコール系ゲル状担体が最も好ましい。」

(4c)「【0014】
本発明において、酸生成槽およびメタン発酵槽へそれぞれ添加する担体の量は、特に制限はないが、必要とする効率に応じて添加すればよい。通常は槽容量に対して5容量%から70容量%が好ましく、10容量%から60容量%がより好ましく、20容量%から50容量%が最も好ましい。また、担体を添加した槽においては、担体と排水の接触効率を高めるために担体を流動させる方法をとってもよい。担体を流動させる方法としては、特に制限はないが、機械撹拌や酸素を含まないガスを散気する方法などが挙げられる。」

(4d)「【0024】
本発明のメタン発酵槽における最大CODcｒ容積負荷(kg/m^(3)・日)に特に制限はないが、10kg/m^(3)・日以上であることが好ましい。従来の嫌気性排水処理に比べて効率よく処理するという観点から、20kg/m^(3)・日以上であることがより好ましい。」

(4e)「【0026】
＜実施例1＞
図1に示すフローに従って、食品排水の嫌気性排水処理を行った。酸生成槽およびメタン発酵槽の仕様並びに処理条件は下記の通りとした。
【0027】
酸生成層およびメタン発酵槽の仕様
酸生成槽:容量50L
メタン発酵槽:容量100L
槽内温度:35?37℃
酸生成槽に充填する担体 :アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体(直径約4mm,比重1.025)
メタン発酵槽に充填する担体:アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体(直径約4mm,比重1.025)
酸生成槽担体充填量 :20容量%(槽容積に対する。)
メタン発酵槽担体充填量:40容量%(槽容積に対する。)
処理条件
初期原水流量:15L/日
初期原水CODcｒ濃度 :5000mg/L
初期投入嫌気性消化汚泥MLSS:5000mg/L
【0028】
上記条件にて、嫌気性排水処理を行った。90日間継続して処理を行い、原水流量を15L/日から140L/日まで段階的に上昇させた。運転期間中はメタン発酵槽からの排出水を原水流量と同量分、酸生成槽へ返送した。
その結果、生物処理性は、CODcｒ除去率90%と非常に良好であり、酸生成効率も0.5と良好であった。また、メタン発酵槽における最大CODcｒ容積負荷が30kg/m^(3)・日まで安定した処理が可能であった。
その後、原水流量を最終原水流量である140L/日に固定し、原水CODcｒ濃度を22000mg/Lまで段階的に上昇させても、良好なCODcｒ除去率と酸生成効率を保ったままであった。
なお、実際に酸生成槽およびメタン発酵槽へ添加した担体を観察すると、酸生成槽の担体には酸生成菌が、メタン発酵槽の担体にはメタン菌がそれぞれ多く観察された。結果を表1に示す。」

5 甲第5号証の記載事項
(1)甲第5号証には、以下(5a)?(5b)の記載事項がある。
(5a)「本研究は、流動床型反応器内の担体表面に付着増殖する嫌気性生物膜に注目し、生物膜が形成する過程における四種の嫌気性菌群の生態系の変化を各菌群固有の比活性から追跡し、同時に生物膜の膜厚、膜密度といった物理的な性状の変化と比較することにより、各菌群が生物膜形成に果たす役割、生物膜内への微生物の集積、および流動床型反応器の重要な操作パラメーターである上昇線流速が生物膜の形成に及ぼす影響について検討したものである。」
(第2頁第10?15行)

(5b)「Fig.4は、Run-2、3、4における生物膜厚、膜密度と担体単位表面積あたりの生物付着量の経日変化を示したものである。
・・・
Run-3、4で観察された初期吸着生物膜の膜厚はほぼ200μmであるが、その後100μm程度にまで徐々に低下した。逆に、膜密度は生物膜の形成に伴って増大する傾向を示した。この膜厚の減少は、担体同士の衝突や生成ガスの上昇によって生物膜表面に物理的な剪断力が作用したことにより、また、膜密度の上昇は、生物膜内に拡散した基質によって生物膜内部で微生物が増殖したことによるものと考えられる。
・・・
Run-2の生物膜は、密度は徐々に増加するものの、膜厚は運転開始60日程度まで50μmと一定値を示した。」
(第5頁第12?29行)

6 甲第6号証の記載事項
(1)甲第6号証には、以下(6a)?(6b)の記載事項がある。
(6a)「これまでの研究により、流動床内の生物膜の密度は最大150kg dry weight・m^(-3)-wet volume of biofilm、生物濃度は40kg-dry weight・m^(-3)-reactor volumeに達するとされている。また、生物膜厚は有機物負荷が増大すると肥厚し、60?200μmの範囲で変化し、生物膜表面への発生ガスの上昇や流体剪断力による恒常的な剥離作用によって平衡的な生物膜厚が維持できる条件が存在すると報告されている。」
(第210頁左欄第15?23行)

(6b)「本実験系ではいずれの生物膜も100日の運転で100μmで平衡に達し、上昇流速による平衡時生物膜厚の差違は認められなかった。」
(第212頁右欄第16?18行)

第5 特許異議申立理由についての当審の判断
1 特許法第29条第2項(進歩性)について
(1)甲第1号証を主引用例とする場合について
ア 本件発明1について
(ア)本件発明1と甲1発明とを対比すると、本件特許明細書及び図面の【0018】、【図1】によれば、本件発明1における「撹拌型反応槽」は、槽内に略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、槽内の担体を撹拌する撹拌装置を備えるものである。
これに対し、甲1発明における「反応槽」は、槽内に略垂直に設置され上下が開口したドラフトチューブと、槽内の担体を撹拌する撹拌装置を備えるものではないから、「撹拌型反応槽」とはいえないので、本件発明1と甲1発明とは、少なくとも以下の点で相違する。

＜相違点1＞
本件発明1は、「反応槽」が「撹拌型反応槽」であるのに対し、甲1発明は、「反応槽」が「撹拌型反応槽」であるとはいえない点。

(イ)以下、前記(ア)の相違点1について検討すると、前記第4の1(1)(1b)によれば、甲1発明は、嫌気性浄化プロセスを2つのステージに分けることで、必要な「反応槽」の容積が少なくて済むことがわかったものであり、前記「反応槽」においては、循環ポンプが一定の上向きの流量を維持し、この上向きの流れが砂の流動化を引き起こし、流動化の過程で砂粒が互いに離れて浮遊するするため、バクテリアの接触面積が大きくなり、このとき短絡流は発生しないので、全てのバイオマスが排水とよく接触することで、排水に含まれる有機炭素化合物は、付着したバクテリアによってバイオガスに変換されるものである。
そして、嫌気性浄化プロセスを2つのステージに分け、更に、「反応槽」において、上向きの流れによって砂が流動化し、全てのバイオガスが排水とよく接触することで、排水に含まれる有機炭素化合物がバイオガスに変換されることにより、必要な「反応槽」の容積が少なくて済む甲1発明において、前記「反応槽」を「撹拌型反応槽」とする動機付けは存在しないのであって、このことは、甲2?6号証に記載された事項に左右されるものでもない。
したがって、甲1発明において、「反応槽」を「撹拌型反応槽」とする、との前記相違点1に係る本件発明1の発明特定事項を有するものとすることを、甲第2?6号証の記載事項に基づいて当業者が容易になし得るものとはいえないので、そのほかの相違点について検討するまでもなく、本件発明1を、甲1発明及び甲第2?6号証に記載された事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。

イ 本件発明2?3について
本件発明2?3は、本件発明1を引用するものであって、本件発明1の特定事項の全てを含むものであるから、上記アに示した理由と同様の理由により、甲1発明、及び、甲第2号証?甲第6号証に記載された技術的事項に基いて、当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。

ウ 小括
したがって、前記第3の2(1)の特許異議申立理由は理由がない。

(2)甲第3号証を主引用例とする場合について
ア 本件発明1について
(ア)甲3発明との対比・判断
本件発明1と甲3発明を対比すると、少なくとも以下の点で相違する。
＜相違点2＞
本件発明1では、嫌気性微生物が生物膜となって付着している担体と、前記生物膜が付着していない担体とを共存させ、嫌気性グラニュール汚泥を共存させないのに対し、甲3発明では、担体と嫌気性グラニュール汚泥とを共存させている点。

(イ)以下、前記(ア)の相違点2について検討すると、前記第4の3(1)(3c)によれば、甲第3号証には、装置の立ち上げに要する時間を短縮させることを目的とし、担体を保持した反応槽内に、種汚泥としてメタン菌グラニュールを投入し、撹拌された状態で反応槽の立ち上げを行うと記載されている。当該記載から、甲第3号証には、立ち上げ期間を短縮するために担体とグラニュール汚泥を共存させることが必須の構成として示されているといえる。
してみれば、甲3発明において、グラニュール汚泥を共存させず、当該グラニュール汚泥の代わりに、嫌気性微生物が生物膜となって付着している担体を用いる動機付けは存在せず、甲第2、4?6号証に記載された技術的事項を参酌したとしても、甲3発明において、グラニュール汚泥を共存させず、当該グラニュール汚泥の代わりに、嫌気性微生物が生物膜となって付着している担体を用いることは、当業者といえども容易に想到し得たことではない。

したがって、本件発明1は、甲3発明、及び、甲第2、5?6号証に記載された技術的事項に基いて、当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。

イ 本件発明2?3について
本件発明2?3は、本件発明1を引用するものであって、本件発明1の特定事項の全てを含むものであるから、上記アに示した理由と同様の理由により、甲3発明、及び、甲第2、5?6号証に記載された技術的事項に基いて、当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。

ウ 小括
したがって、前記第3の2(2)の特許異議申立理由は理由がない。

(3)まとめ
以上のとおりであるので、前記第3の2の特許異議申立理由はいずれも理由がない。

第6 むすび
以上の検討のとおり、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件発明1?3に係る特許を取り消すことはできない。
また、ほかに本件発明1?3に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
よって、結論のとおり決定する。


 
異議決定日 2021-05-18 
出願番号 特願2015-256855(P2015-256855)
審決分類 P 1 651・ 121- Y (C02F)
最終処分 維持  
前審関与審査官 ▲高▼ 美葉子  
特許庁審判長 日比野 隆治
特許庁審判官 金 公彦
大光 太朗
登録日 2020-07-10 
登録番号 特許第6732448号(P6732448)
権利者 オルガノ株式会社
発明の名称 有機性排水の処理方法  
代理人 特許業務法人YKI国際特許事務所  

プライバシーポリシー   セキュリティーポリシー   運営会社概要   サービスに関しての問い合わせ