酸碱中和过程通常呈现严重非线性和滞后性，给PH值控制不仅带来极大的不确定性，也浪费大量中和剂，为此PH值被公认为最难的控制变量之一。近年来，人们不断尝试运用新的控制方法解决这一难题，因此对PH值控制问题的研究具有非常重要的理论意义与应用价值。 本文首先介绍了国内外污水处理及其自动控制技术的发展状态，着重介绍了我国污水处理中PH控制自动化水平低和所面临的问题。 其次根据酸性废水处理工艺的要求，提出并实现了一套基于组态王6.5及欧姆龙PLC的高性能酸性废水处理系统的软硬件解决方案。硬件包括上、下位机的硬件设计和电气自控系统的选型及设计，以及配电柜、控制柜的设计及安装。软件包括上、下位机的软件功能介绍及软件编写。 在对PH控制过程进行理论分析的基础上，针对中和反应中PH值具有严重的非线性及滞后性这一难题，本文运用了一种分层优化的非线性系统预测控制，即借用大系统理论中递阶算法求解非线性最优控制的思想，通过递阶算法把非线性优化转化为线性优化与协调两级计算，避免了直接求解非线性优化的困难，减少了其计算量，从而使得预测控制算法能够满足实时控制的要求。另外利用MATLAB的simulink进行仿真，优化参数，提高了控制的稳定性和精度，取得了满意的效果，在利用先进控制算法解决生产实际问题上作了有益的尝试。 废酸水处理控制系统操作简便，并具有高适应性、高可靠性和高稳定性等特点。自投入运行以来，运行状况稳定可靠，提高了PH值的控制精度，确保了废水排放的达标，避免了因操作不当、失控而出现排放超标，从而造成赣江水体污染的情况出现。 本论文主要研究成果是：成功地解决了废酸水处理过程中的关键技术问题，填补了我省轧钢厂酸性废水自动化处理的空白，经济效益显著，其成熟技术和设备运行的可靠性经验，也为其它行业的污水处理提供了成功的经验。 最后，对全文的工作做了总结，分析了存在的问题，并对今后的发展方向进行了展望。