污水处理工程方案的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，由于还没有形成一整套工艺方案的评判方法，当前城市污水处理工程方案的比较和选择主要依据估算得到的费用指标的高低和设计人员对各工艺方案优劣的主观认识，因此方案的选择和设计人员的主观认识有很大关系。从而导致设计方案很难根据实际需要科学地客观地比选工艺方案，更难对城市污水处理工程规划建设项目的方案比选提供方向指引。 污水处理工程是一项以环境保护为主要目的的公益性工程，因此污水处理方案的比选必须以环境效益为重，同时兼顾经济效益、技术效益和管理效益等，再结合实际情况对各要素进行排序，比较不同指标对方案影响的大小，最终依靠各评价指标在方案中所占的权重来选择方案，这就是层次分析法(AHP)要解决的问题。其中存在的主要问题是影响供选择的指标太多，即使给出各指标权重的大小也很难直观地看出方案的优劣，这就需要对各指标进行综合处理，这就是灰色关联分析要解决的问题。基于此，本文详细介绍了层次分析法(AHP)和灰色关联分析法的优缺点并对其进行了改进，在此基础上提出了层次-灰色关联分析法。从系统的角度、以综合效益为唯一目标对方案进行评价，通过建立递阶层次结构的评价体系，将权重的概念应用于各评价指标。并依靠各评价指标的权重建立指标权重的判断矩阵。为减少人为因素对权重大小的影响，本文引入三标度法来建立判断矩阵，此法比常规九标度法更为简洁、方便和科学。为方便计算，本文还引入了MATLAB来求解判断矩阵，得到各评价指标权重向量W。一般方案的评价指标有定量和定性两种，层次-灰色关联法引入模糊数学中隶属度的概念把定性指标量化，并与定量指标相结合，在对评价指标进行规范化处理后，再对评价指标进行灰色关联分析得到评价指标的关联系数矩阵E，依靠系数矩阵E得到混合型的量化标度--综合关联度R，由R值的大小来评判方案的优劣。