本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及污水处理工艺优化运行预案库生成与复杂场景的应用方法，包括：S1，利用机理模型、数据分析模型等方式汇总生成预案库；S2，采集进水端初始水质参数，匹配预案库内处理方案；S3，用匹配出的处理方案进行污水处理；S4，处理时间达到预设时长后，采集进水端水质参数；S5，采集出水参数并判断是否达到目标参数；若未达到则转到S6；否则转到S7；S6，从本次采集的水质参数与上次采集的水质参数中，选出较大的水质参数并匹配出处理方案转到S3；S7，匹配下一个处理方案，进行污水处理过程控制，根据当前处理方案的已处理时长调整实时处理参数；并转到S4。本申请能进一步提高污水处理的效率。