本发明公开了一种污水厂尾水预涂膜深度处理及回用的方法，首先将尾水送入调节池均质，再经过砂滤器；含预涂膜材料溶液和砂滤出水一同通过超滤膜，在超滤膜表面有效形成动态膜，超滤膜浓水回流到调节池，出水进入中间水池；中间水池的部分水定期通过泵对超滤膜进行反冲洗，使预涂膜自动脱落，涂膜材料沉淀回用到预涂膜材料加药装置反复利用，降低运行成本；中间水池的水进入到反渗透膜处理，反渗透膜淡水作为园区工业用水回用，浓水经过电化学反应器处理，出水达标排放。本预涂膜法超滤反洗频率低，可提高超滤膜的产水率；并能形成松散、孔隙较大的滤饼层，有效缓解膜通量的下降速度，强化膜的抗污染能力，同时提高膜对水质指标的去除效果。