在污水处理过程中，会遇到各种各样的污水问题。例如：COD、氨氮、SS等指标不达标，污泥膨胀、浮泥和活性微生物死亡等，因为污水处理的原理都是相同的，所以污水处理研究从开始基本上是以生活污水作为研究蓝本的，以下我们以生活污水的为目标来总结运营过程中会遇到的问题。
进水水量
在我国，城市污水处理厂进水水量不足的现象普遍存在，这种吃不饱的原因既有通常被提到的污水收集管网建设滞后问题，也有设计能力超前的问题。这两方面原因导致许多地方的污水处理厂已经建成几年仍不能满负荷运行，有些污水处理厂甚至只能抽取厂区周边的河水进行处理，使得污水处理工艺控制增加了难度，也增加了工程投资的成本，造成资产的闲置与浪费，无谓地过多消耗本来就已非常紧张的污水处理资金。
相反，有的污水处理厂存在长期超负荷运行状态，例如某污水处理厂一期工程规模为40万m3/d，二期工程规模为24万m3/d，但由于资金短缺而使二期工程建设滞后，一期实际处理量已达到52万m3/d，处理出水水质有所下降。为此，合理确定污水处理厂建设规模与分期，高效使用治污资金，以及尽量提高污水收集率，是实现污水减排的前提。
进水水质
污水收集管网不配套，雨污合流制管网较普遍，管网管理不到位，致使进入城市污水处理厂的进水中雨水、河道水和工业废水的比例较大。
以下进水水质情况均不利于污水处理厂的正常运行：
1.进水中BOD、COD含量比设计值低，而氮、磷等指标则等于或高于设计值，从而增加污水脱氮除磷处理达标排放的难度;
2.工业废水中的夹带油污或有毒物质对城市污水处理厂的生物系统造成巨大影响，在极端情况下这些油污或有毒物质会使整个生物系统瘫痪，微生物菌种死亡，整个污水处理厂不得不重新培养活性污泥;
3.进水水质偏高，供氧与污泥脱水设备规格不能满足污水与污泥处理要求。其中垃圾渗滤液引入给城市污水处理厂运行所造成的影响需要给予足够重视。
对于污水收集与污水处理能力不协调的问题，需要有关主管部门将城市排水管网和污水处理厂建设纳入城市建设近、远期总体规划，保证污水收集系统与污水处理厂同步或先行建设。同时做好新建污水处理厂服务范围内污水水质调查，以合理确定设计进水水质。
根据规定的污水处理排放标准要求，各城市污水处理厂采用适合于本地进水水质等客观条件的污水处理工艺技术，并加强运营管理。然而，在污水处理厂的实际运行管理过程中，仍会遇到一些来自不同方面的问题而导致处理出水水质不达标。