城市污水处理是国家水资源综合利用的战略举措，对水环境保护和淡水资源持续利用具有重要意义。目前存在的主要问题是电能消耗大，运行成本高；异常工况频发，出水水质超标严重。由于污水处理过程中进水流量、成份、污染物浓度、水温等随时变化，微生物生命活动受溶解氧、污泥龄、微生物种群等诸多因素影响，生化反应过程滞后明显，部分关键水质参数等不能实时测量，系统多运行于非平稳状态，实施优化控制是一项具有挑战性的工作。项目将围绕以上问题，研究污水处理过程软测量和特征建模方法，建立其特征模型和水质参数预报模型；研究分级动态优化方法，解决污水处理过程中动态约束和不同时间尺度的多变量优化问题；研究时滞、时变、不确定性系统的自适应控制方法，解决优化设定值的跟踪控制问题；研究基于数据驱动的特征信息表征、存贮和识别方法，解决污泥膨胀等异常工况识别与监控问题；研究成果将应用于污水处理厂，保证出水水质达标的情况下节能不低于3%。
