我国城市污水的治理在“十三五”期间获得了快速的发展，至“十三五”结束，城市污水处理率已达到97.53%，污水厂处理能力提升至19267×104m3/d，较“十二五”末增长了37.2%。但在满足处理水量不断提升的同时，市政污水处理也面临新的挑战：①排放标准应按需提高。自2008年开始，国内污水厂陆续完成了一级A提标改造工作；随着《长江保护修复攻坚战行动计划》、《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》等国家政策陆续发布，为进一步提高水环境质量，出水排入敏感水域的污水厂仍需在一级A标准基础上，进一步提高污水处理效率，氮磷等营养元素指标需向地表IV类、地表III类水靠拢；②活性污泥法抗逆性差。活性污泥法仍是我国污水处理的主流工艺，但我国幅员辽阔，水质地理差异较大。在应对低温、强冲击、高盐等特殊水质条件下，活性污泥法抗逆性较弱，影响出水水质稳定性；同时污泥膨胀也是困扰活性污泥法的百年难题，一直未得到妥善解决，各污水厂季节性污泥膨胀常有发生，威胁运营安全性；③汛期面临水量冲击。我国管网建设仍不完善，雨污合流问题普遍存在，导致了污水厂在汛期面临强水量冲击的问题；此外，近些年开展了强弱项、补短板等专项行动，部分污水厂水量大幅度提高，这些均影响了水厂的运行稳定性；④污水厂新、改、扩建面临用地窘境。城市的快速发展致使污水厂用地矛盾突出，污水厂新、改、扩建面临缺地的难题。