Công tác thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt hiện còn khá bất cập với tỷ lệ nước thải sinh hoạt được thu gom và xử lý ở mức thấp. Chỉ có một số thành phố lớn mới có hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung, tuy nhiên, cũng chỉ xử lý được một phần nhỏ.
Hầu hết các đô thị và khu vực nông thôn chưa có hệ thống thu gom riêng, nước thải sinh hoạt và vẫn còn thải chung cùng với hệ thống thoát nước mưa. Tỷ lệ hộ đấu nối vào mạng lưới thoát nước đô thị nhiều nơi còn thấp.
Nước thải từ các hộ gia đình, cơ sở kinh doanh dịch vụ đều xả trực tiếp vào hệ thống cống thoát nước chung hoặc xả trực tiếp vào cống, rãnh, sông ngòi gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước ở cả nông thôn và đô thị.
Ở nông thôn, thực tế hầu hết các khu dân cư chưa có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tập trung. Do đó, phần lớn nước thải của các hộ dân chỉ qua bể tự hoại trước khi thải ra ngoài môi trường bằng hệ thống các cống rãnh thoát nước dọc theo đường làng, ngõ xóm, sau đó ra các kênh, mương, ao, hồ và cuối cùng các sông, suối trong khu vực. Mặc dù cũng đã có một số nghiên cứu về mô hình xử lý nước thải quy mô hộ gia đình, quy mô cụm dân cư nhưng chưa được nhân rộng.
Tình hình xử lý nước thải sinh hoạt đô thị những năm gần đây có chuyển biến theo hướng tích cực. Trong tổng số 781 đô thị trên cả nước có 44 đô thị có công trình xử lý nước thải tập trung đạt tiêu chuẩn quy định.
Theo số liệu của Bộ Xây dựng, tính đến 2017, cả nước có 39 nhà máy/trạm xử lý nước thải tập trung được xây dựng tại các đô thị từ loại III trở lên đã đi vào hoạt động, với tổng công suất thiết kế đạt gần 910.000 m3/ngày đêm.
Tuy vậy, vẫn còn tình trạng xây xong nhà máy xử lý nước thải nhưng chưa xây mạng lưới cấp thoát nước thải đồng bộ, do đó một số nhà máy xử lý nước thải không hoạt động hết công suất do không có đủ nước thải đầu vào.
Mặc dù số lượng công trình xử lý nước thải đô thị có tăng qua các năm nhưng vẫn còn rất nhỏ so với yêu cầu thực tế cần xử lý. Ở các đô thị lớn, tỷ lệ lượng nước thải được xử lý cao hơn các đô thị vừa và nhỏ nhưng vẫn ở mức thấp, chưa đáp ứng được với tốc độ đô thị hóa hiện nay.
Hà Nội mới có khoảng 20,6% tổng lượng nước thải sinh hoạt được xử lý, Thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ này mới có 13%. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải do các doanh nghiệp công ích quản lý.
Tuy nhiên, trong vòng 5 năm trở lại đây, một xu thế mới đã hình thành, với sự tham gia của khối tư nhân trong đầu tư, xây dựng, vận hành khai thác các nhà máy xử lý nước thải, hệ thống thu gom nước thải.
Bà Trần Thị Minh Hương, Giám đốc Trung tâm Quan trắc môi trường miền Bắc, Tổng cục Môi trường cho biết, cuối năm 2018, trong số các nguồn thải trên 1000m3/ngày đêm thì cơ sở sản xuất công nghiệp chiếm trên 70%.
Đã có 218/249 khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập trung hoàn chỉnh và đã đi vào hoạt động, trong đó trên 90% có trạm quan trắc tự động; mới chỉ có 109/669 cụm công nghiệp đã đi vào hoạt động có hệ thống xử lý nước thải tập trung hoàn chỉnh và đã hoạt động, trong đó 50-60% có trạm quan trắc tự động nên việc quản lý chất lượng nước thải còn hạn chế.
Ở các làng nghề, hầu hết các cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ, nằm trong khu dân cư, mặt bằng chật hẹp nên khó xây dựng hệ thống xử lý môi trường. Phần lớn các hộ sản xuất chưa đầu tư thích đáng nhằm giảm ô nhiễm không khí, tiếng ồn, nước thải, bụi, chất thải rắn. Nước thải sản xuất chưa qua xử lý cùng nước thải sinh hoạt được xả thẳng vào hệ thống thoát nước mặt.
Một trong những khó khăn trong việc vận hành hệ thống xử lý nước thải là giá dịch vụ thoát nước và xử lý nước thải quá thấp, trung bình chỉ bằng khoảng 10% giá nước sạch. Theo khảo sát của Ngân hàng Thế giới tại một số nhà máy xử lý nước thải, phí thoát nước thấp hơn nhiều so với chi phí vận hành và bảo dưỡng.
Ngành chăn nuôi có xu hướng dịch chuyển từ quy mô hộ gia đình sang chăn nuôi tập trung và thâm canh với quy mô lớn, nên ô nhiễm môi trường chăn nuôi tại các vùng nông thôn ngày càng trở nên nghiêm trọng, do chất thải không được kiểm soát xả thải ra môi trường, áp dụng công nghệ chưa phù hợp.
Phương pháp khí sinh học được ứng dụng phổ biến nhất trong xử lý nước thải chăn nuôi. Tuy vậy, với các công trình khí sinh học quy mô nhỏ, hiện tượng quá tải công suất và khí ga thừa xả trực tiếp ra môi trường là nguyên nhân chính gây ô nhiễm.
Quy mô trang trại, công nghệ khí sinh học chưa thực sự đem lại lợi ích về kinh tế và môi trường. Một số nơi, việc áp dụng các phương pháp xử lý môi trường chỉ mang tính hình thức và đối phó.
Mặc dù kết quả xử lý nước thải y tế đầu ra đã được cải thiện rõ rệt song tại một số bệnh viện, hệ thống xử lý nước thải hoạt động chưa ổn định nên một số chỉ tiêu không đạt Quy chuẩn Việt Nam. Tỷ lệ xử lý nước thải y tế ở tuyến trung ương và tuyến huyện chưa đạt mục tiêu của Đề án tổng thể xử lý chất thải y tế.
Nhiều hệ thống xử lý nước thải y tế đã xuống cấp do quá tải giường bệnh, một số hệ thống được xây dựng từ lâu, thiếu kinh phí đầu tư, nâng cấp, duy trì bảo dưỡng dẫn đến chất lượng nước thải y tế đầu ra chưa đạt yêu cầu. Hiện nay, có hai hình thức xử lý nước thải y tế gồm xử lý tại chỗ và theo cụm.
Hình thức xử lý theo cụm ít được áp dụng, chỉ áp dụng đối với một số cơ sở y tế được xây dựng liền kề nhau. Hiện mới chỉ có một cụm áp dụng hình thức này là cụm các Bệnh viện Bạch Mai-Da liễu trung ương-Tai mũi họng trung ương-Lão khoa trung ương và Nhiệt đới trung ương.