پساب کارخانه رب گوجه فرنگی حاوی مقادیر زیادی مواد معلق، رنگ قرمز و بوی نامطبوع می باشد. در این پژوهش، ابتدا به صورت تجربی امکان به کارگیری فرآیند نانوفیلتراسیون در تصفیه پساب کارخانه رب گوجه فرنگی مورد بررسی قرار گرفت، سپس این فرآیند مدلسازی و بهینه سازی شد. برای این منظور اثر اختلاف فشار در عرض غشاء در سه سطح (10، 15 و 20 بار) ، ph در سه سطح (4 ، 5 و 6) و دما در سه سطح (30 ، 40 و 50 درجه سانتی گراد) بر میزان شار تراوه، گرفتگی غشاء، مقاومت هیدرولیکی و ضریب دفع cod در طی فرایند نانو فیلتراسیون پسآب حاصل از کارخانه رب گوجه فرنگی بررسی شد. نتایج نشان داد که شار تراوه در یک بازه زمانی طولانی تقریباً در حالت پایا می باشد. به علاوه شار تراوه با کاهش ph کاهش می یابد و از طرف دیگر با افزایش دما و فشار افزایش می یابد. هم چنین با افزایش فشار، دما و کاهش ph درصد گرفتگی افزایش یافت. با افزایش دما از 30 درجه سانتی گراد به 50 درجه سانتی گراد میزان مقاومت هیدرولیکی کل (در 5 =ph و اختلاف فشار در عرض غشاء 15 بار) از 1013×5/79 به 1013×7/25 افزایش می یابد. بیشترین میزان ضریب دفع (85/35) در شرایط اختلاف فشار در عرض غشاء 20 بار ، دمای 30 درجه سانتی گراد و 6 = ph به دست آمد. از روش سطح پاسخ بر مبنای قالب آزمایشی d-optimal برای ایجاد طرح آزمایشی و آنالیز داده های تجربی استفاده گردید. نتایج نشان داد مدل چند جمله ای درجه دوم، برهمکنش دو عامله و مدل خطی برای پیش بینی میزان شار تراوه (ضریب تبیین 98/)0، گرفتگی غشاء (ضریب تبیین0/93) ، مقاومت هیدرولیکی (ضریب تبیین0/96) و ضریب دفع cod (ضریب تبیین 0/90) مناسب می باشد. شرایط بهینه عملیاتی بر اساس بیشترین میزان شار ترواه و ضریب دفع و کمترین میزان گرفتگی به ترتیب در اختلاف فشار در عرض غشا 20 بار، دمای 30 درجه سانتی گراد و 5/6 = ph به دست آمد. همچنین تفاوت معنی داری بین نتایج به دست آمده از روش سطح پاسخ و داده های تجربی در نقطه بهینه مشاهده نشد.