截至2020年底，北辰區共投入使用污水處理廠5座，新區污水處理廠在建。

北辰污水處理廠 該項目于2001年8月立項，2006年4月20日竣工，6月投入試運行。因地處北倉村域內，故始稱北倉污水處理廠，后改稱北辰污水處理廠，是天津市首批利用亞行貸款的市政重點工程。該工程占地面積23.6萬平方米，由三個排水區域組成，服務范圍東從鐵東（北）路以東至外環線，南至津霸公路、佳慶道、北運河、普濟河道、普濟河東道、宜白大道，西由北運河以西至外環線，北由延吉道以北至外環線，總服務面積5915公頃。2007年，獲中國市政金杯示范工程獎。2009年，投資5.43億元進行升級改造，改造后北辰污水廠采用水解酸化+強化除磷脫氮工藝，出水水質執行一級B標準。2017年進行二次改擴建和提標升級改造，工程概算總投資44202萬元，2018年10月底完成升級改造。提標改造后北辰污水處理廠處理規模達到15萬立方米/日，出水水質達到天津市《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（DB12/599—2015）的“A類”標準。

北辰再生水廠設計生產能力為2萬噸/日，核心處理工藝為“混凝沉淀+超濾+部分反滲透+臭氧+次氯酸鈉消毒”。其服務范圍為北起外環線，南至子牙河、新開河，面積83.3平方千米。主要供水用戶包括北辰科技園區、青光組團、豐奕新城、運河新城、銀河新城、雙街工業組團和服務區內各供熱站等。

北辰科技園區污水處理廠 2006年9月12日，北辰區政府與新加坡凱發集團就科技園區污水處理廠合作項目簽約。2007年6月29日，北辰科技園區5萬噸污水處理及3萬噸新生水項目開工奠基。該污水處理廠位于小淀鎮域內景云路與華豐道交口東南側，占地面積6.16公頃，總投資1.7億元。污水處理服務范圍為科技園區南區、環東拓展區的企業及部分小淀鎮企業排放的污水。設計污水處理能力為每日5萬立方米，現實際處理能力為每日4.4萬～4.6萬立方米。2008年，完善科技園區污水處理廠配套管網；2008年11月，科技園區污水處理廠建成。

西堤頭鎮污水處理廠 2009年8月，西堤頭鎮污水處理廠建成。該項目位于西堤頭鎮聚康路北，占地面積1.33公頃，投資4130萬元，日處理工業污水能力10000立方米。

雙（口）青（光）污水處理廠 雙青污水處理廠工程于2012年10月12日開工，占地面積4.6公頃。該工程項目位于雙口鎮域內，收水服務范圍為雙口鎮域（包括醫藥醫療器械產業園）、青光鎮域及外環線、北運河以西的北倉鎮鎮域，即東起北運河、外環西路，西至衛河沿岸規劃道路，南至規劃北辰西道延長線，北到北辰區與武清區交界，20千米配套主干管網和兩座污水提升泵站，收水面積5045 公頃。處理能力為每日4萬立方米。污水經處理后排放標準為地標A。該項目總投資1.9億元，污水管網長21千米，鋪設配套管網12千米。2013年12月10日，雙青污水處理廠竣工，投入試運行。2014年4月，投入商業運營。截至2020年末污水處理能力達到8萬立方米/日。

大（張莊）雙（街）污水處理廠 大雙污水處理廠規劃總規模12萬噸/日，分三期建設，項目地點位于大張莊鎮津圍公路以西、九園公路大興莊村以南。收水服務范圍為雙街鎮域（包括北辰科技園區北區、雙街工業區）、大張莊鎮永定新河以北區域（包括風電產業園），排水出路為郎園引河，經機場排水河進入永定新河。即：北起112線高速公路，南到永定新河，西到北運河，東至津圍公路，50千米配套主干管網和3座污水提升泵站，收水面積6270 公頃。一期工程設計規模4萬噸/日，占地面積（含場外道路）4.88萬平方米。2012年11月5日開工，2013年9月16日工程竣工、試運行，2014年5月29日完成環保驗收正式投入商業運行，工程總投資1.2億元。

二期工程設計規模4萬噸/日，占地面積4.1431萬平方米。2019年3月開工建設，2019年12月15日工程完工、試運行，2020年7月6日完成環保驗收投入商業運行，工程總投資2.76億元。目前總污水處理能力達8萬立方米/日