本发明公开了一种基于加权极限学习机的SMOTE_Bagging集成污水处理故障诊断方法，包括步骤：1)用均值法补全污水数据中属性不完整的样本的缺陷项，将其归一化到[0,1]区间中；2)设置基分类器个数及其隐层节点数的最优参数；3)针对每个基分类器采用改进的SMOTE算法对其对应的训练样本集进行独立过采样，训练基分类器；4)用基于G?mean的方法确定每个基分类器的输出权值；5)对所有基分类器训练结束后将其进行集成，得到最终的集成分类器。本发明在有效地降低了污水数据的不平衡性的同时提高了基分类器间的多样性，提高了对污水处理故障类的分类准确率，进而有效提高了污水处理过程中故障诊断的整体性能。