本发明提供一种基于微滤分离直接脱酸的纤维素纳米晶分离纯化方法，步骤包括：1）预处理原料，制备纤维素纳米晶酸水解原液；2）采用微滤陶瓷膜分离系统从水解液中直接分离废酸；3）水解液中和后，蝶式离心机精制离心除盐；4）超滤膜分离系统分离纯化，浓缩得到纤维素纳米晶产品。本发明旨在解决纤维素纳米晶生产过程中碱消耗大、耗水多、耗时长的问题，可大幅减少碱与水的消耗，从而实现绿色低成本的纤维素纳米晶的制备。通过陶瓷微滤膜的设置，分离大量稀酸，能够减少用水量20%‑90%，减少碱的消耗量40%‑90%，减少废物排放量40‑90%，降低纤维素纳米晶成本10‑50%，与现有技术相比耗能低，设备维护成本低，为纤维素纳米晶规模化生产以及产业化应用提供技术基础。