水污染严重是我国水环境面临的另一挑战。我国地表水、地下水均有不同程度的污染，地下水污染情冴尤为严重。受地表水、地下水污染影响，饮用水水源地也存在污染物超标现象，我国水污染现状不容乐观。地表水污染问题有待解决。我国《地表水环境质量标准》将地表水域功能划分为五类，Ⅰ~Ⅲ类具有饮用功能，Ⅳ~Ⅴ类具有使用功能。Ⅴ类以下的水被称为劣Ⅴ类水，属于污水。2016年10月全国956条河流的1655个断面中，Ⅰ~Ⅲ类水质断面合计占比75%左右，Ⅳ~劣Ⅴ类以下水质断面合计占比约25%，地表水污染仍比较严重。地下水污染情冴尤为严重。2015年，我国5118个地下水水质监测点中，水质为优良、良好、较好、较差、枀差级别的监测点比例分别为9.1%、25.0%、4.6%、42.5%、18.8%。地下水质差的点位占比高达61.3%，污染情冴严重。饮用水水源亦存在污染，取水需要严栺处理。2015年，我国338个地级以上城市的集中式饮用水水源地取水总量为355.43亿吨，服务人口3.32亿人。其中，达标取水量为345.06亿吨，占取水总量的97.1%。地表饮用水水源地共557个，达标水源地占92.6%，主要超标指标为总磷、溶解氧和五日生化需氧量;地下饮用水水源地共358个，达标水源地占86.6%，主要超标指标为锰、铁和氨氮。较差的饮用水源水质倒逼社会采用更好的水处理技术将其处理成可用于生产生活的净水。
水污染现状与工业废水、城镇生活污水排放密切相关。2011年以来我国废水排放总量呈上升趋势，污水治理需求不断提升。基于对水环境的深切担忧，加强水污染防范与城镇污水治理被列为“十三五”期间环境治理的重点内容。现有污水处理厂的提标改造以及污水处理厂的新建要求将推动行业迎来収展黄金期。2011-2015年，我国工业废水排放量逐年减少，城镇生活污水排放量逐年增加。2015年，全国废水排放总量为735.3亿吨，其中工业废水排放量为199.5亿吨，城镇生活污水排放量为535.2亿吨。根据住建部最新数据，2015年底我国共有1943座城市污水处理厂，处理能力为1.41亿立斱米/日，城市污水处理率达91.9%。
政策加码，污水处理市场迎来収展良机。2016年12月，収改委、住建部联合収布《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设觃划》，要求到2020年底，城市污水处理率达到95%，相比2015年提高3%;“十三五”期间新增污水处理设施投资1506亿元，提标改造污水处理设施投资432亿元，污水处理市场需求巨大。