Nanofiltrasyon moleküler ağırlık sınırı ultrafiltrasyon ile ters osmoz arasında olan bir membran ayırma yöntem

Nanofiltrasyon, moleküler ağırlık sınırı ultrafiltrasyon ile ters osmoz arasında olan bir membran ayırma yöntemidir. Bakterilerin, virüslerin, organik kalıntıların ve sertliğin uzaklaştırılmasında kullanılır.

Ayrılma işlemi organik bir yarı geçirgen membrandan oluşan seçici geçirgen bir tabaka üzerinde gerçekleşir. İşlemde itici güç membranın iki tarafındaki besleme ve süzüntü arasındaki basınç farkıdır. Membran seçiciliğinden dolayı su ve molekül ağırlığı 200 Da’dan küçük bileşenler yarı geçirgen ayrıştırma tabakasını geçebilirken çözünmemiş karışımların bir veya birkaç bileşeni itici güce rağmen membran tarafından tutulur.

Genellikle membran materyalinin pozitif veya negatif yüklü olmasından dolayı nanofiltrasyon membranlar Donnan dengesiyle açıklanan iyonik seçiciliğe sahiptir. Buna göre küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olurlar. Bu dengenin sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Bu etki dolayısıyla nanofiltrasyon membranlar tek yüklü iyonları iki ve daha çok yüklü iyonlara göre daha fazla geçirir. Çözeltideki tuz oranı arttıkça membranın bu özelliği de artar.

Nanofiltrasyon cihazlarında yaygın olarak spiral sarılmış membran modülleri kullanılmıştır. Bunlarda membran alanı geniş olduğundan işletme maliyeti düşüktür fakat kapsamlı ön tasfiye gerektirmesi gibi bir dezavantajı vardır. Besleme tutucunun yüksekliğini düşük olması nedeniyle çok çabuk kirlenirler ve mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyonda olduğu gibi hidrolik olarak temizlenemezler. Kirlenmeyi önlemek ve membran yüzeyini temizlemek amacıyla geleneksel tasfiye işlemleri veya UF uygulamasının kimyasal (antiscalant, asit) dozlamasıyla birlikte uygulanması gerekmektedir. Ancak yeni geliştirilen kapiler nanofiltrasyon bu olumsuzluğu ortadan kaldırmıştır. Bu sistem genellikle su arıtmada kullanılır.