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对生产过程中的故障进行诊断并最终达到消除故障的过程被称为过程监控。过程监控系统对提高生产效率、产品质量和保证生产过程以及人员设备的安全具有十分现实的意义。本研究将主成分分析法应用于造纸污水处理过程的故障诊断中，分别以实验室污水处理系统和造纸厂污水处理系统作为研究对象加以应用。对于含过程变量较少的实验室造纸污水处理系统，应用主成分分析法通过提取正常工况时的ORP、pH、DO、LL四个输入变量100组，建立了主成分分析模型，并用100组包含故障的运行数据对已建立的模型进行检验，得到的研究结果为：选取85%的累积贡献度，得到2个主成分，在置信度取95%时，得到的T2的控制限UCL=27.3253，SPE的控制限Q=1.2421，用于故障诊断时的准确度最高，与实际故障最为吻合。结果为后续的实际造纸污水处理厂的故障诊断奠定了良好的基础。对于含变量较多且变化波动较大的造纸污水处理厂系统，通过选取TCODI、SCODI、SSI、pHI、TCODO、SSO、pHO七个过程变量，利用2009年的146组正常数据建立了主成分分析模型，通过对主元个数、累计贡献率和置信度的分析，确定累计贡献率为85%，选取主元个数为4，置信度为99%，T2的控制限UCL=14.0929，SPE的控制限Q=2.7526作为所建立的主成分模型，并用2010年包含故障的820组过程数据对已建立的模型进行检验，对污水处理的SBR工段进行故障诊断，得到的研究结果为：在2012年8-12月中，污水厂共统计故障48处，其中SBR故障29处，利用主成分模型检测出23处，故障检出率为79.31%。将主成分分析法应用于造纸污水处理系统的进一步工作设想是：（1）在建立主成分分析模型前对实际污水处理数据进行去噪处理，采用其它的改进型主元分析法，以提高故障诊断精度；（2）将造纸污水的故障诊断系统与污水处理的在线监控系统连接，完成造纸污水处理过程的在线监测及在线故障检测；（3）对诊断出的故障进行类型鉴别，有助于故障的快速排除。