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污泥组成复杂、性质各异且产生量逐年增加。传统污泥处理处置工艺(填埋、焚烧和土地利用等)存在占地面积大、二次污染隐患和处理量小等不足而难以可持续发展。而水泥窑废物协同处置工艺因具有废物处理量大、减容率高、无害化彻底等优势日益受到重视,是未来固体废物处理的发展趋势。污泥对于水泥窑协同处置技术而言,既是需要处理的废物,也是可二次利用的资源。因此,本文3类典型污泥展开水泥窑协同处置技术的可行性研究。首先,选择城市污水厂污泥作为研究对象,开展替代原料型污泥水泥窑协同处置技术研究。通过对城市污水厂污泥最大掺入量的探索和掺入方式的对比研究发现,污泥掺入方式及掺入量(15%)对生料的易烧性无显著影响,但对水泥产品质量有显著影响。污泥内掺方式最高掺入比可达30%,而外掺最多达15%,产品的长期(28 d)抗压抗折强度达到了《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中(P.O)42.5质量标准。过低的早期(3 d)强度成为提高城市污水厂污泥掺比的限制因素。掺有城市污水厂污泥的所有水泥产品重金属浸出浓度均在相应标准(GB 30760-2014)的限值范围内。其次,选择含油污泥作为研究对象,开展替代燃料型污泥水泥窑协同处置技术研究。通过对所得水泥产品质量的研究发现,含油污泥的掺入方式和掺入量(14%)对水泥生料的易烧性均无显著影响。熟料中f-CaO的含量随着煅烧温度的升高而降低。同时,含油污泥的掺入(14%)对水泥产品的质量无显著影响,仅会延长水泥的初凝时间,但所有指标仍在标准范围(GB175-2007)内,水泥产品可达到P.O 42.5质量标准且节能潜力巨大。从尾气VOCs排放角度考虑,含油污泥优选在高温段添加。最后,选择制革污泥作为重金属污泥代表,开展重金属类污泥的水泥窑协同处置技术研究。制革污泥的掺入量(0.7%)及投加位点的不同(低、中、高温段)对水泥产品的质量无显著影响,水泥产品各项质量指标均能满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中P.O 42.5的质量标准。水泥熟料对重金属的固化效果与重金属本身的熔沸点有密切关系,熔沸点较高的重金属(Cr、Cu)固化率在90%以上,且与投加位点相关性不显著；熔沸点低的重金属(Pb)固化率在50%以下,且投加点温度越高,其固化率越低。当制革污泥掺比大于0.5%时,采用投加位点三(高温段)所得的水泥产品存在重金属铬浸出超标风险(GB/T 30810-2014条件下)。