:\NáDG 

Dyfuzyjne techniki membranowe 

Nazwa techniki 

Permeacja 

gazów GS 

Przenikanie 

par VP 

Perwaporacja 

PV 

Dializa 

dyfuzyjna 

Dd 

Hemodializa 

HD 

Dializa Donnana 

DD 

Typ membrany 

Asymetryczna 

nieporowaty 

naskórek 

Asymetryczna 

nieporowata 

Asymetryczna 

nieporowata 

)HORZD
jonowa 

Polimer 

sztywny, 

silnie 

hydratowany 

)HORZDMRQRZD 

Mechanizm/podstawa 

UR]G]LDáX 

Sorpcyjno-

dyfuzyjny 

Sorpcyjno-

dyfuzyjny 

Sorpcyjno-

dyfuzyjny 

Sorpcyjno-

dyfuzyjny 

Transport 

kapilarny 

Interdyfuzja/tran

membranowa 

wymiana jonów 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wsp

yáF]\QQLNVHOHNW\ZQRFL





























=

j

i

j

i

j

i

S

S

D

D

,

α

 

1. Sorpcja gazów w polimerach szklistych i elastomerach prawo 

Henry’ego: 

p

k

S

H

=

(sorpcja Henry’ego) gdy silne 

RGG]LDá\ZDQLHJD]X]PHPEUDQL]RWHUPD/DQJPXLUD 
          

          

          

          

   

 

 

Dla membrany kauczukowej: 

Gaz 

S [cm

3

 cm

-1

 cm Hg] 

H

2

 

0.0050 

N

2

 

0.0010 

O

2

 

0.0015 

CH

4

 

0.0035 

CO

2

 

0.0120 

0HPEUDQ\SROLPHURZHZVWDQLHHODVW\F]Q\PQSVLOLNRQNDXF]XNXáDWZLDM
WUDQVSRUWF]VWHF]HNGX*\FK 

2. Dyfuzja gazów w polimerach szklistych bardzo powolna 100 

W\VZROQLHMV]DRGVDPRG\IX]MLZRG\FLOH]DOH*\RGZLHONRFL
F]VWHNG\IXQGXMF\FK 

Gaz 

UHGQLFDDWRPX>c@ 

:VSyáF]\QQLNG\IX]ML'

i

 

[m

2

 s

-1

] 

He 

2.6 

5 10

-9

 

Ne 

2.75 

1 10

-10

 

Ar 

3.4 

1 10

-12

 

Membrany z polimerów w stanie szklistym bardziej przepuszczalne dla 
PDá\FKF]VWHF]HN 

p

i

 

S

i 

S

i 

p

i

 

Izoterma Henry’ego 

Izoterma Langmuira 

 

I. Permeacja (Separacja) gazów GS 

 86$ SLHUZV]D LQVWDODFMD SU]HP\VáRZD RG]\VNLZDQLH +

2

 z gazów 

poreakcyjnych syntezy NH

3

) 

Rozdzielane gazy 

Zastosowanie 

H

2

/CH

4

 

Wydzielanie wodoru z mieszanin po 

katalitycznym reformingu 

H

2

/CO 

Uzyskiwanie stechiometrycznych 

PLHV]DQLQJD]yZGRV\QWH]\]ZL]NyZ
Z JOD 

H

2

/N

2

 

Odzyskiwanie wodoru z gazów po 

syntezie NH

3

 

H

2

/Cl

2

 

Odzyskiwanie gazów po syntezie HCl 

He/N

2

, He/O

2

 

Odzyskiwanie helu z mieszanin 

gazowych 

C

x

H

y

/powietrze 

8VXZDQLH ]ZL]NyZ ORWQ\FK ]
powietrza 

H

2

S/gaz naturalny 

Odsiarczanie gazów palnych 

H

2

O/powietrze 

Osuszanie powietrza 

CO

2

/CH

4

 

Usuwanie CO

2

 z gazów naturalnych i 

biogazu 

 

Membrany porowate –

 G\IX]MD .QXGVHQD UHGQLFH SRUyZ PQLHMV]H QL*

UHGQLD GURJD VZRERGQD F]VWHF]HN JD]yZ Z UXFKDFK WUDQVODF\MQ\FK

ZyZF]DVZVSyáF]\QQLNVHSDUDFML

2

/

1

2

1

2

,

1

~













M

M

α

]Z\NOHEDUG]RPDáHQS

dla O

2

/N

2

  

α

α = 1.07. 

3U]HP\VáRZRZ\NRU]\VWDQRPHPEUDQ\PLNURSRURZDWHZUR]G]LHODQLX

235

U 

od 

238

8ZSRVWDFLJD]RZ\FKV]HFiofluorków. 

Otrzymywanie azotu z powietrza 

&]\VWRüD]RWX- 99.99% 
Firma 

0DWHULDá 

6HOHNW\ZQRüα  :VSyáF]\QQLN

permeacji kmol/h 

m

2

 bar 

A/G Technology 

etyloceluloza 

3-4 

0.015 

Du Pont Medal 

poliimid 

6-7 

0.0058 

Permea Monsanto  polisulfon 

5-6 

0.0018 

 
0HPEUDQ\NDSLODUQHPRGXá\VSLUDOQH 
 

 

 

 

 

 

W Polsce firmy: Linde Gaz, Gaz-Pol tlen azot, argon i gazy szlachetne  
RWU]\PXM]SRZLHWU]DPHWRGVHSDUDFMLPHPEUDQRZHM 

Odzyskiwanie helu 

:\GRE\FLHURS\QDIWRZHMVL JDPFLQLHQLHQDWHMJá ERNRFL03D 
*á ERNRü>P@ 

He % 

N

2

 % 

O

2

 % 

100 

90 

5 

5 

200 

92.5 

5 

2.5 

300 

93.6 

5 

1.2 

RVREDJRG]G]LHQQLHZFLJXPLHVLFD]X*\ZDSRZ\*HMP

3

 helu. 

0HPEUDQ\SROLHWHURLPLGRZH]DZDUWRüZRG]\VNLZDQ\PJD]LH–99.9 %. 

Powietrze 

F 

N

2

  

95-99.5%

 

R 

Odzyskiwani

HORWQ\FK]ZL]NyZRUJDQLF]Q\FK]SRZLHWU]D 

 

Z 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
0HPEUDQ\ SROLVXOIRQX OXE SROLHWHURVXOIRQX ZDUVWZD QRQD L
polidimetylosiloksanu (warstwa aktywna). 

, LQVWDODFMD SU]HP\VáRZD Z 0RQDFKLXP  Z KXUWRZQL SDOLZ SLHUZV]H
zastosowanie na stacji benzynowej w Lübeck 1993 odzyskiwanie par benzyny w 

90 – 95%. 

 

Wzbogacanie powietrza w tlen 

Membrana 

P

O

2

/PN

2

 

% O

2

 w permeacie 

Etyloceluloza 

3.4 

38 

Politlenek fenylenu 

4 

43 

3ROLZ JODQ\ 

6 

49 

Poliimidy 

10 

57 

 

Zastosowanie medycyna (40%

SU]HP\VáFKHPLF]Q\LQWHQV\ILNDFMDVSDODQLD 

 
 
 
 
 
 
 

Retentat 

Permeat 

Pompa 

SUy*QLRZD 

Zasilanie 

K 

II. Perwaporacja PV 

 

3U]HPLDQDID]RZD,URG]DMXSRáF]RQD]WUDQVSRUWHPPDV\SU]H]QLHSRURZDW

PHPEUDQ OLRILORZ5R]G]LDáQLH]DOH*\RGUyZQRZDJLFLHF]–para. 
 
Warianty PV 
 

• 

3HUZDSRUDFMDSUy*QLRZD 

• Perwapo

UDFMD]JD]HPQRQ\P 

• Perstrakcja –

SHUPHDWUR]FLHF]DQ\RERM WQFLHF] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Termoperwaporacja –

 Z\NUDSODQLH SHUPHDWX Z PRGXOH SU]H]REQL*HQLH

WHPSHUDWXU\WX*SU]\SRZLHU]FKQLPHPEUDQ\ 

• 

&LJáDNROXPQDPHPEUDQRZD–NLONDPRGXáyZSRáczonych szeregowo z 
]DVWRVRZDQLHPJD]XQRQHJR 

• Perwaporacja regulowana termicznie – po stronie permeatu obecna jest 

dodatkowo hydrofobowa, mikroporowata membrana oraz zimna ciecz 

Stosowane membrany: 

1) 

PHPEUDQ\ RERM WQH R FKDUDNWHU]H K\GURILORZ\P
(polialkohol winylowy, poliakryloamid, octan celulozy) 

2) 

PHPEUDQ\ RERM WQH R FKDUDNWHU]H K\GURIRERZ\P
(polichlorek winylu, polietylen, polipropylen, 

polidimetylosiloksan) 

C 

C 

Destylacja 

Permeat 

Nadawa 

Retantat 

Ciecz 

RERM WQD 

3) hydrofilowe membrany jonowymienne 

4) 

PHPEUDQ\]SROLPHUyZSU]HZRG]F\FK 

0HPEUDQ\GR39]DZV]HS F]QLHMSRZLQQRRQRZ\QRVLü–QDVW SXMH
dodatkowo zjawisko plastyfikacji 

:VSyáF]\QQLN VHSDUDFML

'

'

"

"

/

/

x

x

x

x

A

B

A

=

α

 L ZVSyáF]\QQLN Z]ERJDFHQLD

'

"

A

A

x

x

=

β

, A –

VNáDGQLNSU]HQRV]RQ\SUHIHUHQF\MQLH

"

permeat, ‘ nadawa 

 

Diagram McCabe – Thiel’a 
3RUyZQDQLHHIHNW\ZQRFLUR]G]LDáXZSHUZDSRUDFML]UyZQRZDJFLHF]–para. 
           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zastosowanie PV: 

1. 

2GZDGQLDQLHFLHNá\FKPLHV]DQLQZRGQR– organicznych 

 

• Rozdzielanie mieszanin azeotropowych typu 

woda/EtOH, woda/i-propanol, woda/pirydyna 

• Odwadnianie rozpuszczalników organicznych, np. 

alkoholi, estrów, ketonów 

2. 

8VXZDQLHFLHNá\FK]ZL]NyZRUJDQLF]Q\FK]ZRG\ 

• 

8VXZDQLHZ JORZRGRUyZLLFKFKORURZFRSRFKRGQ\FK]
wód gruntowych i powierzchniowych 

• Dealkoholizacja wina i piwa 
• 

=DW *DQLHVXEVWDQFML]DSDFKRZ\FK 

• 

8VXZDQLH SURGXNWyZ RUJDQLF]Q\FK Z SURFHVLH FLJáHM
fermentacji 

3. 

5R]G]LDá PLHV]DQLQ GZyFK OXE ZL FHM FLHNá\FK ]ZL]NyZ
organicznych 

• 

5R]G]LDáL]RPHUyZQSNV\OHQyZ 

• 

5R]G]LDá D]HRWURSyZ QS PHWDQRO – eter metylowo t-
butylowy (MTBE) 

 

 

 

 

 

 

Rozdzielenie mieszaniny azeotropowej woda –pirydyna (41.3% 

wody) 

 

 

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. Dializa 

1. Dializa klasyczna 

 

1930 –

  SU]HP\VáRZH Z\NRU]\VWDQLH GR RG]\VNLZDQLD áXJX

VRGRZHJRZ]DNáDGDFKSURGukcji sztucznego jedwabiu i odzyskiwania 
kwasu po elektrolitycznej rafinacji miedzi (membrany z celulozy i jej 

SRFKRGQ\FKWMFHORIDQSHUJDPLQLPSUHJQRZDQDEDZHáQD 
 

2. Dializa dyfuzyjna 

Metoda odzyskiwania kwasów z roztworów odpadowych 

]DZLHUDMF\FKPLHV]aniny kwasów i soli. 

Nadawa 

CELOFAN   

POLIETYLEN 

Woda 

Pirydyna  

85% 

88% 

,ORFLRZHZVND(QLNLWUDQVSRUWXZG\IX]ML 

C

S

U

W

∆

=

 

W – 

PRORZ\SU]HSá\ZSHUPHDWX>PROV

-1

] 

U

 – 

ZVSyáF]\QQLNGLDOL]\>PV

-1

] 

S

 – powierzchnia membrany 

∆C –

Uy*QLFDVW *HSRREXVWURQDFKPHPEUDQ\ 

 

:VSyáF]\QQLNVHSDUDFML: 

B

A

B

A

U

U

S

=

,

 

 

 

:VSyáF]\QQLNLGLDOL]\LZVSyáF]\QQLNLVHSDUDFMLPLHV]DQLQNZDVVyO 
8NáDG 

6W *HQLH 
[mol dm

-3

] 

Membrana 

U 

[m s

-1

] 

S

kwas/sól 

 

Kwas solny/ 

Chlorek sodu 

0.2 

0.2 

Neosepta 

AFN-7 

1.33 10

-6

 

1.12 10

-7

 

11.8 

Kwas 

azotowy(V)/ 

Azotan(V) sodu 

0.78 

 

0.7 

Neosepta 

AFN-7 

3.53 10

-6

 

 

1.43 10

-7

 

24.8 

Kwas 

siarkowy(VI)/ 

Siarczan(VI) 

miedzi(II) 

1.0 

 

0.5 

Selemion 

7.75 10

-7

 

 

1.22 10

-8

 

63.5 

 

 

 

3. Hemodializa HD 

1889 B.W. Richardson 

RSLVDá GLDOL]  NUZL SVD SU]H] EáRQ 

NRORGLRQRZ  
1913 Abel i wsp. skonstruowal

L,DSDUDWGRGLDOL]\NUZLLZ\ND]DOL*H

]DMHMSRPRFPR*QDXVXQüVDOLF\ODQ\]NUZLSVD 
1928 G. Hass 

SLHUZV]HKHPRGLDOL]\F]áRZLHNDL]X*\FLHPKHSDU\Q\

w celu usuwania toksyn egzogennych 

1944 W. Kolff pierwsza sztuczna nerka  
 
Do przeprowadzenia skutecznego zabiegu hemodializy musimy 

G\VSRQRZDü 

a) 

XU]G]HQLHP QD]\ZDQ\P V]WXF]Q QHUN WM PDV]\Q KHPRGLDOL]DF\MQ
Z\SRVD*RQZ 

b) odpowiedni wymiennik masowy, czyli dializator;  

c)      

OLQLDPLNUZLXPR*OLZLDMF\PLSREyUNUZLRGSDFMHQWDLMHM]ZURWSR

oczyszczeniu; 

d)      

GRVW SHPQDF]\QLRZ\PXFKRUHJR]DSHZQLDMF\PSRGD*LSU]\M FLH

NUZLZ]DNUHVLHSU]HSá\ZyZRG-300 ml/min;  
e)      

RGSRZLHGQLRX]GDWQLRQZRGGRSURGXNFMLSá\QXGLDOL]DF\MQHJRRUD] 

f) 

NRQFHQWUDWHP VW *RQ\P ZLHORHOHNWUROLWRZ\P UR]WZRrem, z którego 
PDV]\QDVSRU]G]DUR]WZyUSá\QXGLDOL]DF\MQHJRQLHNWyUHPDV]\Q\
SU]\VWRVRZDQHVGRSURGXNFMLGLDOL]DWXUyZQLH*]HVSURV]NRZDQ\FK
VXEVWDQFMLGRVWDUF]DQ\FKMDNRZNáDG\VXFKH 

 

 

 

 

 

 

 

 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

5\F6FKHPDWXNáDGXNU*HQLDSR]DXVWrojowego (dializatora). A –W WQLF]\

zbiornik wyrównawczy, B – pompa krwi (rolkowa), C- dializator, D-

 *\OQ\

zbiornik wyrównawczy, E –

XOWUDG(ZL NRZ\GHWHNWRUSRZLHWU]D)– zamek z 

zaciskiem detektora, G – porty z okienkiem do pobierania krwi, H – pompa 
infuzyjna heparynowa, I-porty infuzyjne. Zmodyfikowano, na podstawie 

i[32]

 

 

8NáDGSR]DXVWURMRZ\KHPRGLDOL]\SHGLDWU\F]QHMZUD]]GLDOL]DWRUHPPD

SRMHPQRüRG-150 ml. 

                                                 

3U]\M WRZZL NV]RFLPDV]\QVWDáZDUWRüSU]HSá\ZXGLDOL]DWXWMPOPLQ3U]\M WRZ

ZL NV]RFL PDV]\Q  VWDá ZDUWRü SU]HSá\ZX GLDOL]DWX WM  POPLQ

 

                                                                                                                                                         

 

 

7\S\PRGXáyZLPHPEUDQZ+' 
 
Kapilarne (hollow fiber), znacznie rzadziej i tylko w wybranych przypadkach  
GLDOL]DWRU\ Sá\WRZH flat plate %áRQ  SyáSU]HSXV]F]DOQ  VWDQRZL SRchodne 
celulozy (kuprofan), regenerowana celuloza,  octan celulozy  w postaci jedno-, 

dwu-

 L WUyMRFWDQRZ\FK SRFKRGQ\FK RUD] HVWU\ FHOXOR]\ L EáRQ\

FHOXORV\QWHW\F]QH KHPRIDQ EáRQ\ V\QWHW\F]QH SROLVXOIRQRZH 36
SROLDPLGRZH 3$ L SROLZ JORZH 3&  EáRQ\ SRZVWDáH PHWRG OLQHDUQHM
addycji –

 SROLPHW\OPHWDNU\ORZH 300$ SROLDNU\ORQLWU\ORZH 3$1 .D*GD

EáRQD SRVLDGD VZRMD IL]\F]Q FKDUDNWHU\VW\N  – JUXERü RG -60 µ),  
ZVSyáF]\QQLNSU]HVLHZDOQRFLVHSDUDFML6LRNUHORQELR]JRGQRü 
Klirens dializatora -  

REM WRüNUZLRF]\V]F]RQDZMHGQRVWFHF]DVX 

 
6NáDGQDMF] FLHMVWRVRZDQHJRGLDOL]DWXZRGRURZ JODQRZHJRLRFWDQRZHJR 
  
  

Na  125-155 mmol/l 
K  0-3  mmol/l 
Ca1,25 – 2,0mmo/l 
Mg 0,5 – 0,75  mmol/l 
Cl100 – 120  mmol/l 
octan3-5*  mmol/l 

ZRGRURZ JODQ-35 mmol/l 
glukoza0, 4-5  mmol/l 
pCO290-100 mm Hg 
pH7,1-7,4 

  

 ORGRZDW\NDVRFWRZ\MDNRVNáDGQLNNRQFHQWUDWX$MHVW(UyGáHPRFWDQyZUHDJXMF

UyZQRF]HQLH 

]MRQDPL+&2WZRU]\UyZQRZD*QHLORFL&2REQL*DMFHJRS+GLDOL]DWX 
 

 

 

                                                                                                                                                         

Stosowane obecnie metody HD 

 

parametr 

konwencjonalna 

HD 

high 

efficiency

 HD 

(HED) 

high-flux

 HD 

(HFD) 

PDWHULDáEáRQ\ 
  

celuloza 

(kuprofan, 

hemofan, octan  

celulozy) PS, 

PMA, PMMA 

modyfikowana 

FHOXO]DEáRQ\

syntetyczne 

syntetyczne 

(PS, PMA, 
PMMA) 

powierzchnia  

EáRQ\P

2

) 

0,4 - 1,5  

1,6 – 2,0 

1,6 – 2,0 

SU]HSá\Z\ krwi 
(ml/min) 

50 – 275  

300 – 500 

400 – 500 

uzyskiwane 
klirensy 
(ml/min) 

50 –230  

>200 

>200 

usuwanie 
fosforanów 

VáDEH 

UHGQLH 

GRüGREUHDOH 
uwarunkowane 
wielokompartment

RZG\VWU\EXFM 

  

usuwanie 

β-2 

mikroglobuliny 

nieskuteczne 

nieskuteczne 

dobre 

Uwagi 

  

  

wymagana ultra- 

czysta woda