工艺方案选择是城市污水处理厂建设中最重要的步骤之一，它对城市污水处理厂的投资费用、运行费用、出水效果、操作管理等起着决定性作用。但是，在我国在当前城市污水处理厂可行性研究中，由于还没有形成一整套工艺选择的评判方法，在方案比较和选择时主要凭概算得到的费用和方案设计人员对各工艺方案的主观认识进行，因此存在较大的主观随意性。本文引入了层次分析法(AHP)和模糊数学的灰色关联分析法，并对各评价指标应用了权重的概念，建立了城市污水处理厂的工艺方案选择的优化模型。其与现行的城市污水处理厂可行性分析中以经济数据为主的方案选择相比，更能客观地反映系统要素的全面影响，使评价结果更为科学合理，为污染源控制方案的优化选择提供了较好的科学依据。一般方案的评价指标有定量和定性两种指标，灰色关联的多目标决策模型就是通过把定性指标量化，并与定量指标相结合，应用特定的数学方法得到混合型的量化标度一综合关联度μ，由μ值的大小来评判方案的优劣，因而具有一定的科学性与实用价值。本文采用该优化模型应用于成都市第二污水处理厂的工艺方案优化选择中，工艺成熟度、基建费用和处理费用的权重最大，操作管理和出水稳定性次之，占地面积和除磷脱氮的权重最小；优化选择结果是缺氧／好氧法为最优方案，厌氧／好氧法为次优方案。本文还对城市污水处理厂设计中一些问题进行了讨论。应充分重视实际运行中进水量和进水浓度偏低对实际运行造成的影响，合理考虑水量和水质处理要求的分期。城市污水处理厂的一级处理中，应充分认识到设置细格栅的重要性；旋流式沉砂池越来越多地在城市污水处理厂中得到应用；普通活性污泥法处理系统应考虑沉淀池是否需要设置：德国提出二沉池设计中的一种新设计方法，克服了目前常用的经验取值法所带来的人为因素的影响。本文对于城市污水处理厂的工艺方案选择和设计仅供参考。