中央生态环境保护督察发现，部分地区存在污水直排、管网渗漏、雨污混流及处理设施超负荷导致的溢流问题，是造成城市黑臭水体、河流湖泊污染的重要原因。典型案例包括：江西省九江市经开区李家山泵站向长江直排生活污水；上海市因管网混接、雨污合流，2023年有超过2500万吨污水经白龙港污水处理厂溢流口外排；湖北省武汉市黄陂区滠口街道大量生活污水直排导致老泵站河形成重度黑臭；湖南省部分城市污水收集率低，怀化市甚至存在编造进水数据的弄虚作假行为；云南省昆明市每天高达13万吨生活污水经西园隧洞直排螳螂川；重庆市中心城区污水处理厂长期超负荷运行，导致鸡冠石污水处理厂等多处溢流直排长江 。

为应对水污染挑战，中国出台了《水污染防治行动计划》（“水十条”）等国家政策，旨在加快城镇污水处理设施建设与提标改造，推进配套管网建设和污泥无害化处理处置，并加大城市黑臭水体治理力度，要求直辖市、省会城市、计划单列市建成区于2017年底前基本消除黑臭水体。

传统污水处理模式能耗物耗较高，面临绿色低碳转型压力。《协同降碳绩效评价 城镇污水处理》国家标准的发布，旨在推动行业从过去以高能耗物耗换取高标准出水水质的模式，向协同推进降碳、减污、扩绿、增长的方向转型。行业正通过智慧赋能（如精准曝气、智能加药）、构建碳排放管理系统等方式探索绿色低碳新路径 。

同时，水资源短缺推动污水资源化利用需求增长。区域再生水循环利用模式（将达标尾水进一步净化后用于生态补给和生产生活）为统筹解决水资源、水环境、水生态问题提供了绿色可持续方案。各地也在积极探索，如晋中市介休市构建再生水管网系统，将再生水直接输送给重点企业使用