أغشية الترشيح النانوي هي نوع من الأغشية شبه المنفذة المستخدمة لفصل المواد الذائبة عن المحاليل المائية. إنهم يعملون على مبدأ استبعاد الحجم وتنافر الشحنة. يحتوي الغشاء على مسام ذات أحجام تتراوح بين 1-10 نانومتر، مما يسمح له بتصفية الجزيئات والأيونات الأكبر حجمًا بشكل فعال، مثل الأيونات متعددة التكافؤ، مع السماح للأيونات أحادية التكافؤ الأصغر وجزيئات الماء بالمرور عبرها. هذه العملية مفيدة بشكل خاص لتليين المياه، وإزالة المواد العضوية الطبيعية، وتقليل إجمالي المواد الصلبة الذائبة في الماء.

تُستخدم أغشية الترشيح النانوي على نطاق واسع في العديد من التطبيقات، بما في ذلك معالجة المياه، وتجهيز الأغذية والمشروبات، والأدوية، والصناعات الكيميائية. وفي معالجة المياه، يتم استخدامها لإزالة الصلابة والمواد العضوية الطبيعية واللون من الماء. في معالجة الأغذية والمشروبات، يمكن استخدام الترشيح النانوي لتركيز عصائر الفاكهة وإزالة الحموضة منها، وإزالة الشوائب من النبيذ، وفصل اللاكتوز عن مصل اللبن في صناعة الألبان. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في المستحضرات الصيدلانية لتنقية الأدوية وفي الصناعة الكيميائية لتنقية المحاليل المختلفة.

تتمتع أغشية الترشيح النانوي بأداء فريد من نوعه بالمقارنة مع تقنيات الأغشية الأخرى مثل التناضح العكسي (RO) والترشيح الفائق (UF). تحتوي أغشية التناضح العكسي (RO) عادةً على مسام أصغر حجمًا (حوالي 0.1-1 نانومتر) ويمكنها إزالة جميع الأملاح الذائبة والمواد العضوية تقريبًا، في حين أن أغشية الترشيح النانوي، ذات المسام الأكبر قليلاً (1-10 نانومتر)، تكون أكثر نفاذية للأيونات أحادية التكافؤ والمواد العضوية منخفضة الوزن الجزيئي. وهذا يجعل الترشيح النانوي أكثر كفاءة للتطبيقات التي تتطلب إزالة الأيونات الانتقائية، مثل تليين المياه، في حين أنها أقل استهلاكًا للطاقة من التناضح العكسي. تُستخدم أغشية الترشيح الفائق، ذات المسام الأكبر حجمًا (10-100 نانومتر)، في المقام الأول لإزالة الجزيئات الكبيرة والغرويات والمواد ذات الوزن الجزيئي العالي، مما يوفر ترشيحًا أقل للأيونات الذائبة مقارنة بالترشيح النانوي.

هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على كفاءة وعمر أغشية الترشيح النانوي. وتشمل هذه العوامل جودة مياه التغذية، وضغط التشغيل، ومستويات الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، ووجود مواد قاذورة. يمكن أن تسبب المستويات العالية من الملوثات في مياه التغذية تلوثًا، مما يقلل من نفاذية الغشاء وكفاءته. يمكن أن يؤدي الحفاظ على ضغط التشغيل ودرجة الحرارة الأمثل إلى تحسين أداء الغشاء وطول عمره. تلعب مستويات الأس الهيدروجيني أيضًا دورًا حاسمًا، حيث يمكن لظروف الأس الهيدروجيني الشديدة أن تؤدي إلى تدهور مادة الغشاء. يعد التنظيف والصيانة المنتظمة، وكذلك استخدام طرق المعالجة المسبقة لتقليل الملوثات الواردة، أمرًا ضروريًا لإطالة عمر أغشية الترشيح النانوي.

لا تعد أغشية الترشيح النانوي عمومًا الخيار الأساسي لتحلية مياه البحر نظرًا لأحجام المسام الكبيرة نسبيًا والتركيز العالي للأملاح الذائبة في مياه البحر. بالنسبة لتحلية مياه البحر، تُستخدم أغشية التناضح العكسي (RO) بشكل أكثر شيوعًا لأنها يمكنها إزالة جميع الأملاح الذائبة تقريبًا وهي مصممة للتعامل مع مستويات الملوحة الأعلى. ومع ذلك، يمكن أن يكون الترشيح النانوي مفيدًا بالتزامن مع التناضح العكسي في عمليات المعالجة المسبقة أو ما بعد المعالجة، مثل إزالة ملوثات معينة أو ضبط درجة الحموضة والقلوية للمياه قبل أو بعد معالجة التناضح العكسي.