本文针对当前污水泵站排放系统存在的耗能多及污水溢出污染的问题，提出了采用预测控制，结合变频调速的控制手段。 当前污水泵站排放系统主要采用人工值守方式排水，低水位高扬程耗能严重，且缺乏预测能力，流量洪峰来临时易产生污水溢出污染。通过分析污水泵站排放系统运行情况，结合当前国内外研究成果，提出了基于预测控制的污水排放控制系统。 在预测控制算法研究的基础上，分析了用不同的数学模型逼近污水泵站排放系统，比较了采用常规水位控制、PID控制和预测控制对污水泵站排放系统的控制效果，在仿真结果对比的基础上，得到了采用预测控制可以更好的解决节能无污控制目标的结论。 在仿真研究基础上，搭建了模拟试验系统，在实验室条件下，对污水泵站排放系统进行了结合变频调速的预测控制模拟试验，试验结果表明，采用预测控制，可以使系统运行在高水位低扬程的工况下，使流入泵站管网的污水等量排出，实现了节能无污的控制目标。 针对污水泵站内机组优化启停的问题，提出了采用遗传算法进行优化组合，给出了泵站机组启停的控制方案，并进行仿真研究，仿真结果显示，采用遗传算法优化泵站机组启停控制，可使泵站机组运行在最佳节能状态，且能够将输入污水泵站的污水等量排出，实现了节能和减少污染的控制目标。