กทม.ได้ดำเนินการก่อสร้างระบบบำบัดน้ำเสียรวมขนาดใหญ่และเปิดเดินระบบบำบัดน้ำเสียเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผ่านกระบวนการบำบัดทางชีวภาพเป็นระบบบำบัดน้ำเสียชนิดตะกอนเร่ง (Activated Sludge System) แบบต่างๆ คือ ระบบ Contact Stabilization AS (CS.AS) ระบบ Two Stage AS ระบบ Cyclic Activated Sludge System (CASS) ระบบ Vertical Loop ReactorAS (VLR.AS) และระบบ Activated Sludge With Biological Nutrients (Nitrogen and Phosphorus) Removal
ทั้งนี้ แม้ว่ารูปแบบของระบบบำบัดน้ำเสียจะแตกต่างกัน แต่หลักการทำงานของระบบโดยทั่วไป ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ ถังเติมอากาศ (Aeration Tank) และถังตกตะกอน (SedimentationTank) โดยน้ำเสียเข้าสู่ถังเติมอากาศ ซึ่งมีจุลินทรีย์อยู่เป็นจำนวนมากตามที่ออกแบบไว้ ภายในถังเติมอากาศจะมีสภาพที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน จุลินทรีย์เหล่านี้จะทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียให้อยู่ในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ โดยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลต่อไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกตะกอนออกจากน้ำใส ตะกอนที่แยกตัวอยู่ที่ก้นถังส่วนหนึ่ง จะถูกสูบกลับเข้าไปถังเติมอากาศเพื่อรักษาความเข้มข้นของกากตะกอนจุลินทรีย์ (Sludge) ในถังเติมอากาศให้ได้ตามที่กำหนด อีกส่วนหนึ่งจะเป็นกากตะกอนน้ำเสียส่วนเกิน (Excess Sludge)ที่ต้องนำไปกำจัดต่อไป สำหรับน้ำใสส่วนบนจะเป็นน้ำทิ้งที่สามารถระบายออกสู่แหล่งน้ำสาธารณะได้
กทม.ได้พัฒนาระบบบำบัดน้ำเสียรวมขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันมีโรงควบคุมคุณภาพน้ำขนาดใหญ่ 8 แห่ง ครอบคลุมพื้นที่รวม 212.74 ตารางกิโลเมตร จำนวน 21 เขต ได้แก่ เขตพระนครป้อมปราบศัตรูพ่าย สัมพันธวงศ์ บางรัก บางคอแหลม ยานนาวา ดินแดง ราชเทวี พญาไท ปทุมวัน บางซื่อ จตุจักร ห้วยขวาง หนองแขม บางแค ภาษีเจริญ ดุสิต ทุ่งครุ จอมทอง และราษฎร์บูรณะ มีขีดความสามารถในการบำบัดน้ำเสียรวมทั้งสิ้น 1,112,000 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน คิดเป็นประมาณร้อยละ 45 ของปริมาณน้ำใช้รวมใน กทม.
ระบบบำบัดน้ำเสียในกรุงเทพมหานครได้รับการพัฒนาขึ้น เพื่อระบายน้ำท่วม และรวบรวมน้ำเสียและน้ำฝนไปพร้อมกัน โดยน้ำเสียทั้งหมดจะถูกรวบรวมเข้าสู่ท่อรวบรวมและนําไปบําบัดที่โรงควบคุมคุณภาพน้ำโดยน้ำเสียส่วนเกินจะปล่อยลงคลอง โดยก่อนหน้านั้นจะทำการแยกกรวด ทราย ก่อนที่ระบายทิ้ง
เพื่อให้การบำบัดน้ำเสียเกิดประสิทธิภาพสูงสุด ประชาชน สถานประกอบการ หน่วยงานต่างๆ ต้องมีส่วนร่วมรักษาแม่น้ำคูคลองโดยไม่ระบายน้ำที่ไม่ผ่านการบำบัดลงคลองโดยตรง รวมถึงไม่ทิ้งขยะ หรือสิ่งปฏิกูลลงคลอง เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์การฟื้นฟูสภาพน้ำในคูคลองและแม่น้ำให้ใสสะอาด สามารถใช้ประโยชน์ได้
การแก้ไขปัญหาน้ำเสียในคูคลอง เป็นนโยบายหลักของกทม.ที่ต้องเร่งดำเนินการเพื่อให้ทุกคลองใน กทม.มีความสะอาด สิ่งแวดล้อมดี แต่อย่างไรก็ตามแม้ว่า กทม.จะเดินเครื่องบำบัดน้ำเสียที่ได้คุณภาพแล้ว แต่สิ่งสำคัญที่สุด คือ การมีส่วนร่วมของพี่น้องประชาชนทุกคนที่อาศัยอยู่ริมแม่น้ำคูคลอง ตลอดจนสถานประกอบการ ร้านอาหาร ภัตตาคาร และโรงงาน ที่จะต้องร่วมกันอนุรักษ์ ฟื้นฟู สภาพแม่น้ำคูคลอง ให้มีความสวยสะอาดสดใส เพื่อลูกหลานต่อไปในอนาคต
