火力发电厂的循环冷却水占总耗水量的 2/3，在火力发电厂开放式循环冷却水系统中，循环冷却水在循环过程中会产生 4 种水量损失，即蒸发损失、风吹损失、渗漏损失和排污损失。随着系统的运行，循环冷却水中盐量逐渐提高，引起浓缩作用。由于水的蒸发浓缩，氯离子和硫酸根的含量往往升高，增加了水的导电性，使循环冷却系统腐蚀过程加快，导致换热器结垢，换热效率降低，因而产生了节水与降低浓缩倍率的矛盾。电厂出于节约用水和环保的目的，将循环冷却排污水进行回收利用已成为趋势。
膜分离技术用于污水处理具有能耗低、效率高，工艺简单、出水水质好、运行费用低和膜组件简洁、紧凑、易于自动化操作、维护方便等特点，与其他污水处理方法相比具有明显的优势，所以在污水处理中已受到特别的青睐。采用微滤（MF）预处理工艺的反渗透（RO）系统与采用传统预处理工艺的反渗透系统相比，MF 透过液水质更好，SDI 和浊度更低，明显降低了有害于反渗透的胶体和有机物、微生物污染负荷；MF 膜滤液的高质量可保持运行稳定，胶体污染减少，使反渗透系统的清洗频率明显降低；MF 系统操作容易，耗时少；其浓缩废液的处置比较容易，占地面积更小，有利于系统扩大增容；设备投资和运行费用基本相当，在一定情况下会相对较少。
在美国加利福尼亚 21 世纪水厂、美国西部盆地水处理厂、澳大利亚的 Eraring 电厂、天津经济技术开发区污水处理厂均采用双膜法再生回用城市污水和工业废水。国内一些电厂采用集成膜系统回用电厂循环冷却排污水，得到了良好的处理效果。
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