本发明公开了一种污水处理过程传感器优化布置方法、设备和介质，其中方法为：对污水处理过程建立系统有向图模型，定义传感器布局的决策变量矩阵；基于结构可观测性及冗余性准则，建立基于决策变量矩阵、考虑污水处理不同环节待测变量重要性的污水处理全流程传感器优化布置模型；采用离散多目标状态转移算法，求解污水处理全流程传感器优化布置模型得到最优解集；引入高效非支配排序策略和拥挤距离多样性保持策略保证最优解的有效性和分布性；基于腐蚀度和维护成本的评估策略，从最优解集中选择适于污水处理过程应用的唯一解。本发明技术对污水处理过程传感器的优化布置具有指导意义，进一步地为污水处理厂优化运行提供技术基础。