前端污水不能全收集、末端污染物不能全處理，是目前困擾污水處理的兩大難題，致使污水處理廠本身成了大的排污主體。造成這種狀況的主要原因：
污水排放標準太低。按照相關規定，污水排放標準有兩個，分別是一級A和一級B，但即便達到一級A的標準，其水質和地表水Ⅳ類標準也相距甚遠。北京市在全國率先將污水處理標準提升至地表水Ⅳ類，但也僅是化學需氧量、氨氮等指標達到這一標準。
進水成分復雜。污水處理廠進水水質受所在地產業結構的影響較大，各地主導產業不盡相同，但基本都有產業結構復雜、門類多、行業面廣、企業生產過程粗放等特點，導致排水成分復雜、水質污染嚴重。這也造成了污水處理廠運行管理難度大，處理系統和處理效果穩定性差。
污水處理廠運轉效率低。一方面是建設資金有限，排污管網不暢，污水處理廠“吃不飽”；另一方面，由于運行成本太高，還有不少污水處理廠“轉不動”。因此，一些城市的污水處理廠都是“半開半關”的狀態。
污水處理費用嚴重不足。很多地方污水處理運行費用很難做到及時、足額到位，特別是有些地方政府配套資金不落實，導致污水處理廠難以做到穩定運行。
管理體制不合理。目前近80％左右污水處理及配套系統采用事業單位或準事業單位的運營方式，大多是政府收費，給污水處理廠按事業單位撥款，致使投資匱乏、效率低下。其根本原因在于投資建設管理體制不合理，沒有人為這些污水處理廠的投資真正負責。
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