在国家对环境保护越来越重视、环保督察力度也越来越大的背景下，污水处理厂执行越来越严的排放标准是大势所趋。近年来正全面进行污水处理厂一级A标准的提标改造，要求污水处理厂必须达到一级A排放标准，对污水处理厂的提标改造带来了新的压力和挑战，主要体现在以下两个方面：
（1）稳定达标的挑战。几项指标中，氨氮的达标相对容易，一般在好氧段充分曝气的情况下氨氮达标都问题不大。总磷达标也相对容易，通过适量加药和出水SS的控制也能做到出水总磷稳定达标。总氮和COD指标的稳定达标则相对难度较大。总氮指标要稳定控制在10～12 mg/L以下只靠二级生物处理有一定难度，尤其是在冬季低温的情况下，目前工程中往往在深度处理段增加反硝化深床滤池作为最后的把关，但实际运行中的效果还要取决于对补充碳源的精准控制。COD指标则受污水处理厂进水水质的影响较大，如进水中难降解COD的本底值较高，要保证出水COD稳定在40 mg/L甚至30 mg/L以下的难度就可想而知了。另外，在国内的水质监测方式上，尽管排放标准中对水污染物检测的要求都是“取样频率为至少每2 h一次，取24 h混合样，以日均值计”。但在实际的考核或督查中，基本上都是取瞬时样，并以此为执法依据，这实际上就是要求出水水质必须要100%达标。因此在按新标准执行后，污水处理厂出水的稳定达标将面临更严峻的挑战。
（2）污水处理厂运营成本控制的挑战。为了达到环保考核的要求，在各污水处理厂提标改造中可以说“十八般武艺”都用上了。一方面是污水处理工艺流程一再加长，如预处理段增加调蓄池调质调量，针对COD去除增加水解酸化，二级处理段在生反池内投加填料，三级深度处理段也增加多种工艺组合如各种高效沉淀、各种滤池的组合等，工艺流程的加长无疑会带来电耗和药耗的大量增加。另一方面是以往仅用于工业废水厂的工艺如臭氧催化氧化、活性炭吸附等也越来越多地应用到了城市污水处理厂。如在污水处理厂一级A提标改造的工程中，为确保出水COD的稳定达标，就在污水处理厂末端设置了臭氧氧化池，污水处理厂规模60万m³/d，配置了600 kg/h的臭氧发生器设备，臭氧投加量约24 mg/L；同时在加砂高效沉淀池还配置了粉末活性炭投加设备。在项目建成运行后，确实需要臭氧和活性炭两种手段齐上才能保证出水的稳定达标。处理工艺和手段的复杂化除了增加运营管理的难度之外，还大大增加了污水处理厂的运营成本。污水处理厂从二级标准提升到一级A标准，单位水量经营成本增加；要从一级A标准提升到新地标的现有污水处理厂标准，按提标方案初步估算，单位水量经营成本还要增加。
各地的提标标准之前并不统一，各种不同的“准Ⅳ类”、甚至“准Ⅲ类”标准都曾在工程中被采用。在各地的污水处理厂污染物排放标准颁布后，污水处理厂提标改造才有了明确的依据。