本发明公开了一种纳滤/反渗透技术处理二级出水的预处理方法，属于污水处理技术领域。本发明的步骤为：（1）将二级出水通入装填有混合离子交换树脂的反应器，同步去除钙、钡、铁等多价阳离子和带负电荷的小分子溶解性有机物；（2）在经步骤（1）处理后的出水中加入无机絮凝剂，搅拌后进行超滤处理，去除大分子有机物及出水中悬浮物质、微生物、胶体等，且保证经超滤处理后的产水作为纳滤/反渗透系统的进水时“淤泥密度指数”（SDI）小于1；（3）步骤（1）处理结束后，对混合离子交换树脂进行脱附再生，脱附再生后树脂供循环使用。本发明的预处理方法处理得到的出水提供给纳滤/反渗透系统作为进水可有效减少纳滤/反渗透膜污染。