本发明公开了一种针对污泥膨胀的特征提取典型相关分析在线监测方法，该方法首先将观测变量分为输入空间和输出空间，利用离线数据分析两组空间变量的相关性，由此得出训练集的SPE统计量时间序列，并对训练集的SPE统计量时间序列特征提取，计算得到新的SPE控制限。然后对采集到的现场数据进行预处理，再依次计算出每个实时观测样本的SPE统计量，构成时间序列，最后对其特征提取得到新的SPE统计量。如果新统计量的值未超出控制限则说明工况正常；相反，如果新统计量的值超过控制限则可判定该观测时刻发生污泥膨胀。本发明通过特征提取来放大故障信息，解决基于典型相关分析的在线监测无法及时、稳定地检测出污泥膨胀的问题。