Theo UBND TP Hà Nội, thời gian qua thành phố đã chỉ đạo các sở, ngành và đơn vị thực hiện xây dựng và vận hành các trạm xử lý nước thải Kim Liên, Trúc Bạch, Bắc Thăng Long - Vân Trì, Mỹ Đình II, Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở - đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn môi trường.
Tuy nhiên, để đảm bảo việc xử lý nước thải sinh hoạt phát sinh tại các đô thị thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy, bao gồm: Nam Thăng Long, các khu dân cư lân cận thuộc một phần quận Tây Hồ và quận Bắc Từ Liêm; các khu đô thị phía Tây đường cao tốc Pháp Vân - Cầu Giẽ thuộc huyện Phú Xuyên và huyện Thường Tín; một phần quận Hà Đông, huyện Thanh Oai, Ba Vì và thị xã Sơn Tây,thì cần xây dựng thêm 4 nhà máy xử lý nước thải.
Trong đó có, Nhà máy xử lý nước thải Phú Thượng - công suất từ 15.000 đến 21.000 m3/ngày đêm với kinh phí đầu tư dự kiến 200 tỷ đồng; Nhà máy xử lý nước thải Phú Xuyên - công suất từ 33.000 đến 52.000 m3/ngày đêm, dự kiến kinh phí đầu tư 300 tỷ đồng; Dự án thu gom và xử lý nước thải đô thị tại khu vực quận Hà Đông và thị xã Sơn Tây - tổng công suất đến năm 2020 là 29.000 m3/ngày đêm, kinh phí đầu tư dự kiến 1.455 tỷ đồng (nhà máy tại Hà Đông có tổng mức đầu tư khoảng 900 tỷ đồng, nhà máy tại thị xã Sơn Tây khoảng 555 tỷ đồng).
UBND TP Hà Nội đề nghị Bộ TNMT báo cáo Thủ tướng Chính phủ cho phép UBND TP Hà Nội được kêu gọi đầu tư các dự án thu gom và xử lý nước thải thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy theo hình thức xã hội hóa.
Theo tính toán của thành phố Hà Nội, đến năm 2020, lượng nước thải sinh hoạt đô thị phát sinh khoảng 1.354.000 m3/ngày đêm. Tổng công suất thiết kế của các nhà máy xử lý nước thải đang vận hành và các nhà máy sẽ được theo quy hoạch đến 2020 là 999.300 m3/ngày đêm, tương đương khoảng 73,8% khối lượng nước thải được xử lý.