污水处理厂工艺优选工作是工程建设中相当关键的前期工作，污水处理厂工艺方案优选问题是一个涉及多方面因素的复杂系统。同时，经过国内外研究者多年对污水处理原理的研究，已经有越来越多的污水处理工艺技术供污水处理厂的设计和建设过程来选择。在我国当前的污水处理厂可行性研究过程中，还没有形成一套成熟和比较完善的污水处理工艺选择的评价方法和模型，因而，在污水处理工艺方案选择时，主要是依靠方案设计人员和决策者的经验认识进行优选，这会导致最终方案存在着主观的随意性。　　本论文以多目标决策理论为研究基础，结合污水处理厂工艺方案的特点，对方案评价指标体系建立、方案决策模型的构建、方案评价指标权重的确定以及其应用进行了系统的研究。　　根据污水处理厂工艺方案的特点，影响工艺方案的决策因素主要分为技术因素、经济因素、社会因素和环境因素等四个方面，结合这四方面的影响因素，建立污水处理厂工艺方案选择的评价指标体系。从而，为进一步研究污水处理厂工艺方案多目标决策奠定了基础，为方案决策的规范化、程序化创造的条件。针对评价指标中的定性指标，本文采用模糊隶属度（0-1）对定性指标分级定量化；另外由于评价指标存在成本型指标和效益型指标，各指标的属性各不相同，在方案评价之前需要对评价指标进行规范化处理，本文采用线性变换方法解决指标属性值的同意问题，即把指标的属性值变换到[0,1]区间上。　　本文在分析赋权方法的基础上，采用熵值法对评价指标的权重进行赋值，此方法在能充分考虑实际数据和资料中的规律信息，同时克服了决策者的主观片面性。最后在灰色关联分析法的基础上建立方案决策模型，通过对规范化矩阵的计算得出各评价指标的关联系数，并结合各指标的权重值计算各方案的关联度，比较各方案与理想方案的相似程度，最终得出关联度最大的方案为最佳方案。　　实例研究，为了检验基础理论和方案决策模型的可行性，将本文建立的决策模型应用到某城镇污水处理厂可行性研究中，对该污水处理厂设计方案进行优选决策。