近年来，随着我国城镇化快速发展，城镇污水、污泥处理处置问题日渐突出。2011年，全国污水处理厂3101座，污水处理量383.14亿立方米，污泥产生量达2175.72万吨。2015年，全国污水处理厂达到4185座，污水处理量510.96亿立方米，污泥产生量达2774.05万吨。污水处理厂产生的大量污泥缺乏安全处理处置技术，形势异常严峻。城镇污泥水泥窑协同焚烧是污泥处置的有效途径。传统的水泥窑协同焚烧缺乏污泥深度处理与水泥窑协同处置的对接技术，未形成相关测试和评价方法以及泥质特性指标体系。
2011年，由北京城市排水集团有限责任公司牵头，同济大学、中国科学院生态环境研究中心、城市建设研究院、中国建筑材料科学研究总院、国家城市污染控制工程研究中心、北京水泥厂有限责任公司、广州越堡水泥有限公司八家单位联合承担了“国家水体污染控制与治理科技重大专项”中的“城市污泥水泥窑协同处置技术研究与工程示范”课题。课题总经费达2764.84万元，其中企业自筹资金1200万元。
课题组在实验室搭建了水泥窑模拟煅烧试验平台，研究了不同处理工艺污泥投加方式对水泥窑协同处置过程的影响，重点考查了不同脱水污泥泥质性能对生产环境质量及工艺设备、水泥品质的影响规律以及气态污染物生成的影响情况。
实验结果表明：水泥窑协同处置污泥的最佳投加污泥方式为分解炉投加，污泥最大投加量应控制在6%，该结果为水泥厂水泥窑炉焚烧示范线优化运行提供了理论参考和技术支持。
课题研究形成5项关键技术：基于水泥窑协同处置的污泥板框深度脱水技术;城市污泥水泥窑协同处置的进料工艺优化技术;协同处置污泥的水泥质量保障技术;高温含硫臭味气体净化生物菌剂及净化技术;水泥窑焚烧干化污泥烟气排放特性研究及区域协同共处置技术。
另外，课题组编写完成了《污泥板框深度脱水技术规程》、《水泥窑协同处置污水厂污泥技术规程》、《水泥窑协同污泥处置的除臭技术导则》等10项技术规程(建议稿)。申请专利17项，在国内外期刊、会议上发表论文41篇，培养博士6名、硕士9名。
课题建设并优化运行了3项示范工程：小红门污泥板框脱水示范工程(500吨/天);北京水泥厂污泥水泥窑炉焚烧示范工程(500吨/天);广州越堡水泥厂除臭示范工程(臭气量不少于2万立方米/天)。
