Nanofiltratie (of kortweg NF) is een drukgedreven membraanproces dat zich qua scheidingsgrens situeert tussen UF (zie technische fiche ‘Ultrafiltratie‘ ) en omgekeerde osmose (zie technische fiche ‘Omgekeerde osmose‘).

Net zoals bij microfiltratie en ultrafiltratie vormt zeefwerking één van de scheidingsprincipes, naast oplosdiffusie en elektrostatische repulsie. Zeefwerking berust op het verschil tussen de deeltjesgrootte en de poriëndiameter. De poriegrootte van een NF-membraan wordt gekarakteriseerd door een cut-off waarde. Deze cut-off waarde komt overeen met het moleculegewicht van het kleinste molecule dat voor 90% wordt tegengehouden door de toplaag van het membraan (2 µm dik). De cut-off waarde wordt uitgedrukt in Dalton (Dalton = gewicht in gram van 1 mol van het molecule). Een typisch NF-membraan situeert zich in het gebied van 150 – 500 Dalton, afhankelijk van de molecuulstructuur.

NF-membranen bezitten poriën met een grootte van ongeveer 1 nm, waardoor deeltjes met een moleculair gewicht groter dan 300 g/mol worden tegengehouden door de zeefwerking. Een NF-membraan wordt gekarakteriseerd op basis van zijn retentie [1] voor geladen en ongeladen deeltjes. De retentie van een NF-membraan kan experimenteel bepaald worden uit filtratietesten met vooraf geselecteerde moleculen. Voor geladen deeltjes wordt een enkelvoudige zoutoplossing gekozen (NaCl of Na₂SO₄). Voor niet-geladen deeltjes worden polysacchariden (dextranen) of polyethyleenglycolen (PEG) van verschillende molecuulgewichten gekozen. De zoutretentie voor een typisch nanofiltratiemembraan is beduidend lager dan bijvoorbeeld voor omgekeerde osmose, terwijl de zoutretentie naar nul gaat voor ultrafiltratie.

Daarnaast kent een NF-membraan ook een ion-selectiviteit. Dit is het vermogen om verschillende ionen van elkaar te onderscheiden. Doordat een NF-membraan vaste geladen groepen in zijn membraanstructuur herbergt, kunnen er elektrostatische repulsie- / aantrekkingskrachten optreden tussen de componenten in de vloeistof en het membraanoppervlak waardoor een zekere ion-selectiviteit ontstaat.  Op basis van het principe van de zeefwerking (poriegrootte 1 nm) en de molecuulgrootte van chloriden (0,12 nm in grootte) en sulfaten (0,23 nm in grootte) wordt verwacht dat deze ionen doorheen het membraan diffunderen. Toch is de retentie voor chloriden (eenwaardig) maximaal 90 % en deze voor sulfaten (tweewaardig) minimaal 90% (zie ook paragraaf werkingsgraad). 

Een NF-membraan kan bestaan in tubulaire, spiraalgewonden, of vlakke plaat vorm. Een spiraalgewonden module (zie onderstaande figuur) is opgebouwd uit spiraal gewonden polyamide membraanlagen. Aan het uiteinde van het membraan worden de spiraal gewonden lagen afgedicht door een eind cap. Middenin de spiraal gewonden module bevindt zich de permeaat verzamelbuis. Al het zuiver water wordt doorheen de spiraal windingen afgeleid en verzameld in deze buis. 

(verder uitwerken en opzoeken!!) Om fouling te voorkomen wordt er soms gespoeld met een anti-fouling oplossing. Daarnaast dient er ook regelmatig een chemische reiniging van de NF-installatie plaats te vinden.