Membran nanofiltrasi adalah jenis membran semipermeabel yang digunakan untuk pemisahan zat terlarut dari larutan air. Mereka bekerja berdasarkan prinsip pengecualian ukuran dan tolakan muatan. Membran memiliki ukuran pori dalam kisaran 1-10 nanometer, yang memungkinkannya menyaring molekul dan ion yang lebih besar secara efektif, seperti ion multivalen, sekaligus memungkinkan ion monovalen yang lebih kecil dan molekul air untuk melewatinya. Proses ini sangat berguna untuk melunakkan air, menghilangkan bahan organik alami, dan mengurangi total padatan terlarut dalam air.

Membran nanofiltrasi banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pengolahan air, pengolahan makanan dan minuman, farmasi, dan industri kimia. Dalam pengolahan air, mereka digunakan untuk menghilangkan kesadahan, bahan organik alami, dan warna dari air. Dalam pemrosesan makanan dan minuman, nanofiltrasi dapat digunakan untuk memekatkan dan menghilangkan asam jus buah, menghilangkan kotoran dari anggur, dan memisahkan laktosa dari whey di industri susu. Selain itu, mereka digunakan dalam bidang farmasi untuk pemurnian obat-obatan dan dalam industri kimia untuk pemurnian berbagai larutan.

Membran nanofiltrasi memiliki profil kinerja yang unik jika dibandingkan dengan teknologi membran lain seperti reverse osmosis (RO) dan ultrafiltrasi (UF). Membran RO biasanya memiliki ukuran pori yang lebih kecil (sekitar 0,1-1 nm) dan dapat menghilangkan hampir semua garam terlarut dan bahan organik, sedangkan membran nanofiltrasi, dengan pori-pori yang sedikit lebih besar (1-10 nm), lebih permeabel terhadap ion monovalen dan bahan organik dengan berat molekul rendah. Hal ini membuat nanofiltrasi lebih efisien untuk aplikasi yang memerlukan penghilangan ion selektif, seperti pelunakan air, sekaligus lebih hemat energi dibandingkan RO. Membran ultrafiltrasi, dengan ukuran pori yang lebih besar (10-100 nm), terutama digunakan untuk menghilangkan partikel yang lebih besar, koloid, dan zat dengan berat molekul tinggi, sehingga menawarkan lebih sedikit filtrasi ion terlarut dibandingkan dengan nanofiltrasi.

Beberapa faktor dapat mempengaruhi efisiensi dan umur membran nanofiltrasi. Hal ini termasuk kualitas air umpan, tekanan operasi, tingkat pH, suhu, dan keberadaan zat pengotoran. Tingkat kontaminan yang tinggi dalam air umpan dapat menyebabkan pengotoran, yang mengurangi permeabilitas dan efisiensi membran. Mempertahankan tekanan dan suhu pengoperasian yang optimal dapat meningkatkan kinerja membran dan umur panjang. Tingkat pH juga memainkan peran penting, karena kondisi pH ekstrim dapat menurunkan bahan membran. Pembersihan dan pemeliharaan rutin, serta menggunakan metode pra-perawatan untuk mengurangi kontaminan yang masuk, sangat penting untuk memperpanjang umur membran nanofiltrasi.

Membran nanofiltrasi umumnya bukan pilihan utama untuk desalinasi air laut karena ukuran porinya yang relatif lebih besar dan tingginya konsentrasi garam terlarut dalam air laut. Untuk desalinasi air laut, membran reverse osmosis (RO) lebih umum digunakan karena dapat menghilangkan hampir semua garam terlarut dan dirancang untuk menangani tingkat salinitas yang lebih tinggi. Namun, nanofiltrasi dapat berguna bersama dengan RO untuk proses pra-perawatan atau pasca-perawatan, seperti menghilangkan kontaminan tertentu atau menyesuaikan pH dan alkalinitas air sebelum atau sesudah pengolahan RO.