本发明属于城镇污水处理技术领域，公开了一种粉末活性炭用于污水污泥协同处理系统和处理方法，使经过预处理后的污水依次通过复合式五段AO生物池、泥水分离池、臭氧氧化池、粉炭吸附池、混合絮凝池、炭水分离池、滤池，并且来自泥水分离池的回流污泥回流至复合式五段AO生物池的厌氧区前端，来自炭水分离池的低浓度回流炭泥输送至混合絮凝池、高浓度回流炭泥输送至复合式五段AO生物池的第一好氧区前端、剩余炭泥与泥水分离池的剩余污泥混合后送至污泥脱水单元；污泥脱水单元将来自炭水分离池的剩余炭泥和来泥水分离池的剩余污泥脱水后输送至污泥干化焚烧单元。本发明能够提高粉末活性炭利用效率，降低泥水综合处理成本。