زمینه و هدف: در کشورهایی مانند ایران که با بحران کمبود آب مواجه هستند، توجه به کمیت، کیفیت و بهره برداری پایدار این منابع از اهمیتی بسزا برخوردار است. صنایع پتروشیمی از قابلیت تخلیه آلاینده ها به محیط و آلودگی منابع آب سطحی برخوردارند. لذا، این پژوهش با هدف انتخاب مناسب ترین گزینه تصفیه فاضلاب واحد پلی اتیلن سنگین (HDPE) شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی مرکز اراک با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) به واسطه برخورداری از قابلیت هایی همچون تعمیم پذیری، لحاظ کردن پارامترهای مختلف، انتخاب چند بعدی و کمی کردن پارامترهای کیفی توسط افراد متخصص در سال 1395 انجام یافت.روش بررسی: دو گزینه لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) و راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) بر اساس معیارهای محیط زیستی، فنی-کاربردی، اقتصادی و مدیریتی و زیرمعیارهای مربوطه، با نظر کارشناسان وزن دهی شد و پس از ارزیابی مقایسه های زوجی گزینه ها نسبت به هر معیار، نتایج توسط نرم افزار Expert Choice11 برای انتخاب مناسب ترین روش تصفیه فاضلاب تحلیل شد.یافته ها: نسبت سازگاری در همه اولویت بندی ها در بازه قابل قبول 0 تا 0.1 قرار گرفته بود. از طرفی بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، روش SBR بیشترین اولویت معیارهای اقتصادی و محیط زیستی و روش EAAS نیز بیشترین اولویت معیارهای مدیریتی و فنی-کاربردی را به خود اختصاص دادند.نتیجه گیری: با استناد به نتایج حاصل، علیرغم این که روش EAAS از قابلیت نگهداری و راهبری ساده تر در مقایسه با روش SBR برخوردار بود، ولی روش SBR به واسطه تطابق بیشتر کیفیت پساب خروجی با استانداردهای محیط زیستی و نیاز به زمین کمتر برای استقرار سیستم تصفیه، به عنوان مناسب ترین گزینه برای تصفیه فاضلاب واحد HDPE انتخاب شد.