对于废水生物处理系统的评价尚缺少科学、有效的综合评价方法。针对这一问题,本论文以一个典型的工业废水生物处理厂为对象,建立了废水生物处理系统的物质流与能量流分析方法；以此为基础,利用单物质区域观察法和数学模型解析了进入该系统的碳、氮及磷元素的物质流向和能量流向；集成应用基于物质流与能量流分析的耦合生命周期评价模型、模糊识别以及灰色关联模型,探讨了废水生物处理系统的环境影响、效果以及能量消耗；构建了结合环境影响、能量回收以及运行效果指标的废水生物处理厂综合评价新方法。论文的主要研究内容和研究成果包括：1.在对废水生物处理系统厌氧与好氧单元的深入分析基础上,采用单物质区域观察和数学模型相结合的方法,建立了废水生物处理系统中物质流与能量流平衡分析的新方法,有效地解析了厌氧与好氧单元内部的物质与能量流向。2.对废水生物处理系统的物质流和能量流解析结果表明：厌氧单元被微生物分解的有机物主要转化为甲烷(CH4),其次转化为二氧化碳(CO2),还有小部分用于合成细胞,进入系统的内能绝大部分转化为甲烷内能；在好氧单元中碳进入到剩余污泥中的比例最高,进入单元的氮分布在剩余污泥、反硝化以及出水中；而进入好氧单元的总磷大部分转移到剩余污泥中；耗散的功和热占去进入系统内能中较大的比例。3.利用基于物质流与能量流分析的耦合生命周期评价模型,探索了所选择废水生物处理系统在1年内(2008年7月-2009年6月)的环境影响。研究发现：该系统的厌氧单元2009年2月份环境影响的综合指数最小(97.89),2008年7月环境影响的综合指数最大(112.50)；好氧单元在2008年8月份环境影响的综合指数最小(12.34),2008年12月环境影响的综合指数最大(13.45)。4.利用模糊识别模型与灰色关联模型,分别考察了所选择废水生物处理系统的运行效果及能量消耗情况。该系统的厌氧单元在2008年8月份属运行状况最佳；好氧单元在2009年2月份属运行状况最佳；厌氧单元能量利用率是影响系统能量消耗的最大因素,碳的平衡率和出水有机酸相对而言对能耗的影响较小；而好氧单元中COD的去除率是影响电耗的最大因素,其次是氮、磷平衡率。该结果能够为企业降低废水处理系统的消耗、提高其效率提供依据。5.构建了所选择废水生物处理系统运行时的环境影响、运行效果以及能量回收等因素的综合评价新方法,获得了厌氧与好氧单元的优化工况时间。该系统的厌氧单元在2008年7月的综合评价最好,其次是2008年8月,但在9月至12月的结果看来整体效果较差；到了2009年1-4月,综合分析效果整体转好；而好氧单元在整个生命周期内的综合评价结果波动较大,2008年12月、2009年1月、2月的评价指数较高,属于好氧单元的运行评价较优时段。