张掖市城市污水处理工程项目于2001年4月省计委以甘计投（2001）209号文件批准立项，同年9月省计委以甘计投资（2001）712号文件批准可行性研究报告；项目初步设计由中国市政工程西北设计研究院编制完成，省计委、省建设厅分别以甘计投（2002）572号文件和甘建设（2003）17 号文件批复，项目总体建设规模按8万t／日规划，实施分期建设。一期建设规模为4万t／日，配套建设污水管网30. 05km、尾水排放渠4km，工程概算投资为10626.25万元。其中：申请国债5000万元，银行贷款3000万元，地方自筹2626. 25万元。工程选址于张掖工业园区Ⅱ区兰新铁路西南侧，主厂区占地147亩；采用改良型氧化沟生物处理工艺，处理后排放水水质达到国家二级排放标准；污泥处理采用浓缩脱水工艺，脱水后污泥可用作农林肥料，也可卫生填埋。
本工程的建设将填补张掖无大型城市污水处理厂的空白。工程建成后，将对城市污水进行统一收集和处理，以减轻对黑河及地下水的污染，改善城市环境，保障居民身体健康；处理后的尾水将作为张掖火电厂工业用水和附近农田及生态林灌溉，使水资源得到充分利用，对促进城市发展具有十分重要的意义。
为便于项目的建设和运行管理，张掖市人民政府批准设立张掖市污水处理厂，隶属于张掖市城建局，负责本项目建设。工程2002年开工建设，2005年投入运行。
目前，厂区生产构（建）筑物氧化沟、终沉池、接触池、综合办公楼及部分附属设施现已全面开工建设。其中：氧化沟由甘肃省第七建筑工程集团公司中标承建，终沉池、接触池由甘肃省机械化工程公司中标承建，综合办公楼由甘肃有年金龙建筑工程有限公司中标承建；附属设施由甘肃鑫隆建筑工程有限责任公司中标承建。管网建设陆续展开。分别由兰州市政工程公司、天水市政工程公司、甘肃省第二建筑工程公司等中标承建；现己铺设DN1200的汇集主管3km；铺设DN500-300排水管7km。
截止2003年底，项目累计完成投资工作量4350万元，占总投资的41%。