隨著我國第一座以活性污泥為工藝的污水廠在我國得到了迅速的發展，大型城市污水廠開始運營，標志著我國城市污水事業正快速發展.我國早期城市污水基本處理手段是稍加修整郊區的坑塘洼地、沼澤或者廢河道，再者是圍堤筑壩，建成穩定塘。我國污水處理最早研究的是傳統活性污泥法，并在研究基礎上得到了工程應用，該法可以在低成本情況下，得到良好的出水水質，是我國大部分城市污水廠使用的處理工藝.基于傳統活性污泥法工藝、接觸氧化工藝、氧化溝工藝及AB法工藝的生化處理工藝因效果穩定，易于操作管理、且成本費用較低等優點，在我國得到廣泛應用。
隨著我國城市化進程的加快，城市水污染問題日益突出，城鎮污水的排放量呈現遞增趨勢.具不完全統計，其中中小城鎮在城鎮污水排放量在城鎮污水排放量中占到30%。
一大批新的污水處理廠的建設和運行，體現出我國對于城市污水問題的重視，也表明了政府改善城市污水現狀的決心。我國90%以上的城市均建有污水處理廠，截至2010年底，我國城鎮生活污水設施處理能力已達到1.25億m3/d，城市污水處理率已達77.5%，2014年我國城鎮污水處理廠共3900余座，日處理能力1.55億m3/d，其中一級A項目860個，日處理能力2925萬m3.近幾年僅遼寧省就陸續建設了許多不同規模的污水廠，污水得到一定程度治理，但治理污水的任務仍相當繁重。
國家相關標準對二級污水處理廠的出水水質要求，隨著“十二五”節能減排目標的推進，我國對城市污水處理廠出水水質的標準不斷提高，《城鎮污水處理廠污染物排放標準》規定，城鎮污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執行一級A標準.基于傳統活性污泥法為主要處理工藝的早期投建的城市污水處理廠迫于政策和環境壓力，對污水處理廠進行提標改造勢在必行。
我國的污水處理事業迅速發展的同時也面臨著許多問題和挑戰，具體體現在以下幾個方面，①建設資金缺乏建設污水處理廠需要很大的資金投入因此資金的缺乏就成了限制污水治理的一大障礙.隨著我國經濟的發展及人們環保意識的提高，會有越來越多的資金投入到城市污水處理廠的建設當中.②污水處理廠運行費用高，導致污水處理廠的很多設備成為擺設.針對這一問題，政府處理加大對污水處理廠的資金投入外，還相應的改革了運行機制，多元化的管理模式如:TOT模式。
托管運行模式、BOT模式等，將是我國城市污水處理廠未來發展趨勢.③污水處理廠處理后的水直接排放，一方面造成下游河道污染，另一方面浪費了可再次利用的水資源.對于再生水的利用我國還需要不斷引進國外先進技術，開發多種途徑.④早期建設的城市污水處理廠雖然去除有機物、懸浮物的效果較好，但對氮、磷的去除效果并不明顯，已經達不到目前我國對于城市污水的排放標準—《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002).目前我國大部分的污水處理廠面臨提標改造的問題.如何提高氮、磷營養物的去除率成為城市污水廠運行和控制的熱點問題。
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