前端污水不能全收集、末端污染物不能全处理，是目前困扰污水处理的两大难题，致使污水处理厂本身成了大的排污主体。造成这种状况的主要原因：
污水排放标准太低。按照相关规定，污水排放标准有两个，分别是一级A和一级B，但即便达到一级A的标准，其水质和地表水Ⅳ类标准也相距甚远。北京市在全国率先将污水处理标准提升至地表水Ⅳ类，但也仅是化学需氧量、氨氮等指标达到这一标准。
进水成分复杂。污水处理厂进水水质受所在地产业结构的影响较大，各地主导产业不尽相同，但基本都有产业结构复杂、门类多、行业面广、企业生产过程粗放等特点，导致排水成分复杂、水质污染严重。这也造成了污水处理厂运行管理难度大，处理系统和处理效果稳定性差。
污水处理厂运转效率低。一方面是建设资金有限，排污管网不畅，污水处理厂“吃不饱”；另一方面，由于运行成本太高，还有不少污水处理厂“转不动”。因此，一些城市的污水处理厂都是“半开半关”的状态。
污水处理费用严重不足。很多地方污水处理运行费用很难做到及时、足额到位，特别是有些地方政府配套资金不落实，导致污水处理厂难以做到稳定运行。
管理体制不合理。目前近80％左右污水处理及配套系统采用事业单位或准事业单位的运营方式，大多是政府收费，给污水处理厂按事业单位拨款，致使投资匮乏、效率低下。其根本原因在于投资建设管理体制不合理，没有人为这些污水处理厂的投资真正负责。
