生态文明建设是发展大计。近年来，上海市正积极加快构建与“卓越的全球城市”生态环境相匹配、功能更加完整的城市排水体系，上海市政总院就在落实水污染治理工作方面贡献着力量。
承担设计上海市90%的污水处理厂
上海是我国最早建有污水处理厂的城市，1923年欧阳路建成处理规模为2500吨/日的北区污水厂，是国内最早的城市污水处理厂。
上世纪八十年代初，上海市政院基于大量的研究，在全国率先设计了闵行、长桥、吴淞等一批具有脱氮功能的先进污水处理厂，出水为二级排放标准。至二十世纪末，上海市辖12座污水厂总处理规模不足100万吨/日，单座厂处理规模也较小。
随着国家对环境保护的日益重视，本世纪初，上海的污水处理厂建设进入飞速发展期，标准不断提高，陆续建成了石洞口、白龙港、竹园等一批大型污水处理厂。
至2017年底，全市共有城镇污水处理厂53座，总处理规模812万吨/日，城镇污水处理率达到94%。现有的污水处理厂90%均由市政总院设计，包括在全国排水行业非常有影响力的石洞口、白龙港污水处理厂等，其中白龙港污水厂处理量达280万吨/日，占全市中心城区污水总量的三分之一，为上海市的环境保护和污染物减排作出了巨大贡献。
提标改造，大幅提升排放标准和处理能力
2015年“国家水十条”颁布，对标兄弟城市，上海市的污水处理标准偏低，执行一级A标准的仅占3.75%。随着人口的增多和黑臭河道综合整治工作的不断推进，污水量也在逐步增加，需对现状污水厂进行扩建和提标。
上海市全面贯彻落实国家“水十条”政策，根据“十三五”环保规划，对石洞口、竹园、白龙港等一批老厂进行提标升级，达到一级A排放标准，并新建南翔、泰和、虹桥等地下式污水处理厂，同步解决污泥、臭气、噪声等问题，改善污水厂及周边环境，对全市完成“十三五”减排任务有着举足轻重的作用。
本轮提标改造的28座污水厂中，市政总院承担了其中21座的设计工作，总处理规模430万吨/日。比如白龙港污水处理厂提标改工程，设计规模280万吨/日，工程建成后出水水质全面达到一级A排放标准，将实现每年COD减排4万吨，大大改善长江口水环境质量。同时,本工程建设将为上海市、全国乃至全世界的超大规模污水处理厂、大型全地下污水处理厂的建设提供值得借鉴的经验和方法，引领行业技术发展。又比如石洞口污水处理厂提标改造工程，是上海市三大中心城区污水厂中率先完成竣工验收的市级重大工程。工程通过精细设计有机衔接污水和污泥处理系统，实现“泥水同步”，充分利用现有设施，不停水、不停电施工，实现对现状运营“零影响”；工程采用设计牵头的EPC总承包模式，实现设计与施工完美结合，把核心技术融入工程，用更科学、更高效的管控手段，为工程提供前期开工准备、技术方案、项目实施、运行调试等“一揽子”“交钥匙”服务，打造污水处理厂提标改造工程新典范。
为了指导全市污水处理厂的升级提标，市政总院还与行业主管部门水务局共同编制《上海市城镇污水处理厂提标改造技术指南》，为老污水厂的技术改造提供了依据和指导。同时立项了一系列科研课题，针对厂内占地紧张、工艺设备老旧、厂界居民密集、改造难度大等问题，提出创新思维和先进工艺技术，在石洞口、白龙港和泰和污水厂等几座具有代表性的污水处理厂中成功应用，使处理后出水水质提升至一级A标准以上，取得了良好成效。
提出排水互联互通理念，实现系统整体调度
2015年，市政总院运用系统理论，大胆提出了“城市排水系统互联互通”理念，并得到市政府、市科委的大力支持。首次将给水系统压力输送的网状构架应用于排水系统和重力输送枝状构架，进一步提高城市排水的安全性、可维护性和可调度性，为打造智慧排水创造条件。其中的厂际连通设想已被市水务局和规划部门认可并纳入“上海市污水处理系统及污泥处理处置规划（2017-2035）”。通过这根厂际“生命线”，当线上的任一污水厂需部分退出运行时，可将污水调度至其余各厂进行协同处理后达标排放，满足环保“不降质、不溢流”的要求，保护受纳水体的环境，保障国考断面的水质标准。
