本发明属于工业循环冷却水管道处理领域，具体涉及一种工业循环水系统的预膜方法及其应用，包括以下步骤：将工业循环冷却水泵入纳米气泡发生器，所述纳米气泡发生器的进气源为气体压缩机中的气体，形成高压力的气水混合液并使气体处于过饱和溶解状态，将气水混合液通过释放器使气体以纳米气泡形式释放于循环冷却水系统中保留60～100h，对工业循环冷却水系统进行预膜处理。相较于传统预膜手段，纳米气泡预膜不产生二次污染，化学无害、环境友好，产生的排污尾水可循环使用或直接排放。