در طی دهه های گذشته رشد سریع جمعیت، توسع شهرنشینی، روند صنعتی شدن، مکانیزه شدن کشاورزی و متعاقب آن تخریب سریع محیط زیست بدلیل ورود آلودگیهای ناشی از فاضلابهای انسانی، صنعتی، کشاورزی و غیره، محققان را بر آن داشته است که سیستم هایی را در به حداقل رساندن این آلودگیها طراحی نمایند. از آنجا که دیر زمانی نیست که سیستم های تصفیه فاضلاب در ایران مورد استفاده قرار گرفته اند، تصمیم گیری در مورد انتخاب نوع سیستم تصفیه با توجه به کمبود آمار و اطلاعات بعنوان یک معضل مطرح می باشد. افزایش هزینه های اجرایی، ابهام در کارایی سیستم های گوناگون انتخاب شده برای تصفیه، و تاثیر پارامترهای غیر اقتصادی در انتخاب نوع سیستم تصفیه فاضلاب باعث شده است که بهینه سازی طراحی بعنوان یکی از مباحث مهم مطرح باشد. در این پایان نامه سیستم های رایج تصفیه فاضلاب در ایران (لجن فعال، لاگون هوادهی و برکه تثبیت) بررسی و بهینه یابی گردیده اند. ازاین میان بعلت کاربرد بیشتر سیستم لجن فعال، این سیستم با جزئیات بیشتر بررسی شده است. بهینه یابی بگونه ای صورت پذیرفته است که در عین رعایت استاندارد کیفیت پساب خروجی، سیستم تصفیه انتخاب شده دارای حداقل هزینه باشد. برای رسیدن به چنین منظوری از روش برنامه ریزی پویا استفاده گردیده است تا بتوان چند مرحله ای بودن سیستم های تصفیه و ساختار خاص ارتباطی بین این مراحل را با تدوین یک برنامه کامپیوتری مدل نمود. برای دستیابی به این منظور باید تابع هزینه هر یک از واحدهای سیستم تصفیه تعیین گردد، برای این کار از دو روش استفاده شده است: 1) تعیین تابع هزینه هر یک از واحدها با توجه به نقشه های اجرایی آن اعم از ابنیه، مکانیکی، برقی، تاسیسات و غیره2) تعیین تابع هزینه با استفاده از اطلاعات موجود در مراجع معتبر.پس از تعیین توابع هزینه می توان بهینه یابی را در قالب دو سطح هم بروش دستی و هم به روش کامپیوتری انجام داده و اقتصادی ترین سیستم و واحدهای تصفیه را مشخص نمود. با توجه به سرمایه گذاری کلان کشور در امر تصفیه فاضلاب و لزوم صرفه جویی اقتصادی در این زمینه، می توان بیان داشت که معادلات تابع هزینه ای ارائه شده، بهینه یابی در دو سطح براساس روش برنامه ریزی پویا و نهایتا مدل کامپیوتری تدوین شده می تواند بعنوان اولین گام در جهت تسهیل نمودن تصمیم گیری مدیران و دست اندرکاران صنعت آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.