应用 TRIZ理论 S曲线法则分析生物除臭菌剂的市场前景

应用 TRIZ理论 S曲线法则分析生物除臭菌剂的市场前景

刘淼 1，原帅 1， 2，刘鹤 1

辽宁石化职业技术学院，辽宁锦州， 121001 锦州锦晟生物环保科技有限公司，辽宁锦州， 121001

摘要：近年来，随着养殖业的规模化发展，畜禽排泄物不能及时得到无害化集约处理，畜禽粪便、臭气等污染物对城市环境所造成的危害越来越严重，并且对人体健康造成伤害。目前，我国常用的除臭方法包括物理法、化学法和生物法。本文对生物除臭菌剂进行专利分析，应用TRIZ理论S曲线法则挖掘生物除臭菌剂的优势，判断其具有广阔的市场应用前景。

1 生物除臭

我国《恶臭污染排放标准》（GB14554- 93）对恶臭污染物的定义是：一切刺激嗅觉器官引起人们不如快及损害生活环境的气体物质。恶臭污染物能通过非生物途径以及生物途径产生。近年来，畜禽养殖业逐渐成为近郊及农村居民的重要经济来源。随着养殖业的规模化发展，畜禽排泄物不能及时得到无害化集约处理，畜禽粪便、臭气等污染物对城市环境所造成的危害越来越严重，已经高居城市近郊及大部分农村地区环境污染之首，并且对人体健康造成伤害。常见恶臭污染物的分类有：①含硫化合物，如SO₂、H₂S 等；②含氮化合物，如NH₃、胺类、吲哚类等；③卤素及衍生物，如氯气，卤代烃等；④脂肪烃及芳香烃类；⑤含氧化合物，如酚类、醛类等^[1]。如何去除这些恶臭污染物，降低城市近郊和农村地区的空气污染，已成为目前环境保护的一个新热点。

目前，我国常用的除臭方法包括物理法、化学法和生物法。其中，物理法主要有离子除臭法和吸附法等；化学法包括活性氧氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法和化学溶液吸收法等；生物法包括活性污泥法、生物滤膜法、生物滴滤塔法和生物滤池法等^[2]。生物除臭法主要利用微生物的新陈代谢作用降解恶臭、有毒有害气体，相对于物理法和化学法，具有臭气去除率高，二次污染少的特点，并且由于设备运行检修用费用低，具有较大的经济优势，因此成为近年来发展最快、除臭较为有效的新兴除臭技术。

2 TRIZ理论与S曲线法则

1946年，前苏联的阿奇舒勒通过查阅大量专利，发现有些产品的成功，是因为遵守了一定的客观规律，既技术系统的发展规律。他将专利分析方法与发明问题解决理论相结合，总结提出了TRIZ理论，意为“发明问题解决理论”。TRIZ理论使用的解决问题的工具包括发明原理、发明问题解决算法ARIZ和标准解系统。

在技术系统的发展过程中，技术系统的主要参数发生变化，是系统从一个具体状态向另一个状态有规律、连续的转换，这种转换适用于所有技术系统或其多个等级。这些参数变化按照时间推移不是线性的，形状类似S曲线。S曲线可以分为第一阶段——婴儿期，是新生系统习惯其环境的阶段；第二阶段——成长期和第三阶段——成熟期，是现有资源的快速生长与利用阶段；第四阶段——衰退期，是系统资源耗尽阶段。S曲线法则是TRIZ理论重要的分析问题工具之一[3]。

3 生物除臭剂的市场前景

3.1 生物除臭和生物除臭剂的专利分析

通过万方专利数据库在已公开的106991078件专利中进行检索，共检索到1987年-2020年公开的生物除臭相关专利3543件，其中发明专利2226件，实用新型专利1312件，外观设计5件。目前专利法律状态有权1388件，在审1263件，无权892件。在已查询到的生物除臭相关专利中，来自江阴昊松格氏生物技术有限公司的专利有164件，申请年份为2016年和2017年，皆为发明专利，占总专利数量的4.63%，占发明专利数量的7.37%；其中，在审专利149件，无权15件。无锡物语环境科技有限公司于2017年申请生物除臭相关专利100件，皆为发明专利，法律状态皆为在审，占总专利数量的2.82%，占发明专利数量的4.49%。通过万方专利数据库检索生物除臭剂，共检索到1987年-2020年公开的生物除臭相关专利794件，其中发明专利728件，实用新型专利66件，目前专利法律状态有权125件，在审509件，无权160件。在已查询到的生物除臭相关专利中，来自江阴昊松格氏生物技术有限公司的专利有162件，无锡物语环境科技有限公司的专利100件。

生物除臭和生物除臭剂专利申请数量的年度分布

3.2 S曲线法则分析

依据专利分析结果，对每年专利申请数量绘制曲线，可以直观的反映出生物除臭和生物除臭剂专利申请数量的年度分布。从图中可以看出生物除臭和生物除臭剂专利的申请在1987年就已出现，但随后发展较为缓慢，直到2009年才逐渐有所起色。这表明生物除臭技术在1987年至2009年属于S曲线的第一阶段，既技术发展的婴儿期，是新生系统习惯其环境的阶段。在这一阶段，由于畜牧业尚未达到规模化生产，国家和社会对环境中的恶臭污染重视不足，发明者主要使用现有基础设施和资源来创建生物除臭技术这一新系统，参与技术开发的企业和人员较少，导致专利数量较少，同时企业仅仅是投入并没有盈利，需要更进一步的创新与优化。

近年来我国在微生物肥料和菌剂的科研、开发领域取得长足进步，产业化龙头企业发展迅速，我国制定了微生物肥料和菌剂的国家标准和行业标准，建立了菌种储存国家中心，实行了市场准入制度，政策和技术标准制定确保微生物菌剂产业的健康发展，促使农业产业向质量效益型和生态农业的发展。国家全方位支持微生物菌剂行业发展，出台了有关生物产业和战略性新兴产业的相关政策。随着各项新技术的推广应用，农作物产量大幅度提高，微生物技术在农业、养殖业、水体污染等方面广泛应用，这些行业和政策的利好都为生物除臭和生物除臭剂的发展打下了良好的基础。因此，从2010年开始至今，专利数量逐年递增（除2017年），生物除臭技术已进入到S曲线的第二阶段，既技术系统的成长期。在这一阶段，技术主要性能参数快速提升，产量迅速增加，成本降低。并且随着收益率的提高，市场投资额大幅增长，特定资源的引入使系统变得更有效。这一阶段最适宜技术和产品的推广普及，并获得较高收益。目前，市场对于菌剂的认识度已大大提高，无论从国家政策导向来说，还是从菌剂能产生的实际功效来说，都将助力生物除臭剂快速打入农资市场，加速其生态进程。

4 结语

现阶段微生物产业迎来了新的发展机会，生物技术发展及其在农业生产中的应用正向更高层次、更高水平、更高质量方向迈进。同时，随着人民生活水平的提高，对美好环境的需求也进一步提高，生物除臭剂随着生物除臭技术的日益成熟，也顺应了市场发展态势。同时，我们也要注意到，虽然生物除臭具有传统方法不可比拟的优越性和安全性，应用前景相当广阔，但是生物除臭技术仍有许多亟需解决的问题，如混菌除臭工艺有待优化，高浓度恶臭气体物质的对微生物的毒害问题，以及生物除臭反应器的优化，及时解决上述问题，开发生物除臭的应用新场景，可以推动生物除臭技术的成熟和发展，进一步拓宽生物除臭剂的市场。

参考文献

[1] 马晓宇.微生物除臭剂的应用现状与前景[J]. 畜牧兽医杂志, 2019, 38(3): 37-39.

[2] 容达德,杨 琼,刘吉升,等. 微生物除臭剂的研究进展. 广东蚕业, 2017, 51(1): 46-49.

[3] 杨得成,曹福全. 基于S曲线法则的TRIZ标准解与发明原理应用研究[J]. 黑河学院学报, 2018, 9(5): 10-11,28.

基金：辽宁省教育厅2019 年度科学研究经费项目，项目编号：LSHYST201901.

作者简介：刘淼（1984—），女，汉族，辽宁锦州人，博士，讲师，研究方向：环境修复，环境微生物。