截至2020年底，北辰区共投入使用污水处理厂5座，新区污水处理厂在建。

北辰污水处理厂 该项目于2001年8月立项，2006年4月20日竣工，6月投入试运行。因地处北仓村域内，故始称北仓污水处理厂，后改称北辰污水处理厂，是天津市首批利用亚行贷款的市政重点工程。该工程占地面积23.6万平方米，由三个排水区域组成，服务范围东从铁东（北）路以东至外环线，南至津霸公路、佳庆道、北运河、普济河道、普济河东道、宜白大道，西由北运河以西至外环线，北由延吉道以北至外环线，总服务面积5915公顷。2007年，获中国市政金杯示范工程奖。2009年，投资5.43亿元进行升级改造，改造后北辰污水厂采用水解酸化+强化除磷脱氮工艺，出水水质执行一级B标准。2017年进行二次改扩建和提标升级改造，工程概算总投资44202万元，2018年10月底完成升级改造。提标改造后北辰污水处理厂处理规模达到15万立方米/日，出水水质达到天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599—2015）的“A类”标准。

北辰再生水厂设计生产能力为2万吨/日，核心处理工艺为“混凝沉淀+超滤+部分反渗透+臭氧+次氯酸钠消毒”。其服务范围为北起外环线，南至子牙河、新开河，面积83.3平方千米。主要供水用户包括北辰科技园区、青光组团、丰奕新城、运河新城、银河新城、双街工业组团和服务区内各供热站等。

北辰科技园区污水处理厂 2006年9月12日，北辰区政府与新加坡凯发集团就科技园区污水处理厂合作项目签约。2007年6月29日，北辰科技园区5万吨污水处理及3万吨新生水项目开工奠基。该污水处理厂位于小淀镇域内景云路与华丰道交口东南侧，占地面积6.16公顷，总投资1.7亿元。污水处理服务范围为科技园区南区、环东拓展区的企业及部分小淀镇企业排放的污水。设计污水处理能力为每日5万立方米，现实际处理能力为每日4.4万～4.6万立方米。2008年，完善科技园区污水处理厂配套管网；2008年11月，科技园区污水处理厂建成。

西堤头镇污水处理厂 2009年8月，西堤头镇污水处理厂建成。该项目位于西堤头镇聚康路北，占地面积1.33公顷，投资4130万元，日处理工业污水能力10000立方米。

双（口）青（光）污水处理厂 双青污水处理厂工程于2012年10月12日开工，占地面积4.6公顷。该工程项目位于双口镇域内，收水服务范围为双口镇域（包括医药医疗器械产业园）、青光镇域及外环线、北运河以西的北仓镇镇域，即东起北运河、外环西路，西至卫河沿岸规划道路，南至规划北辰西道延长线，北到北辰区与武清区交界，20千米配套主干管网和两座污水提升泵站，收水面积5045 公顷。处理能力为每日4万立方米。污水经处理后排放标准为地标A。该项目总投资1.9亿元，污水管网长21千米，铺设配套管网12千米。2013年12月10日，双青污水处理厂竣工，投入试运行。2014年4月，投入商业运营。截至2020年末污水处理能力达到8万立方米/日。

大（张庄）双（街）污水处理厂 大双污水处理厂规划总规模12万吨/日，分三期建设，项目地点位于大张庄镇津围公路以西、九园公路大兴庄村以南。收水服务范围为双街镇域（包括北辰科技园区北区、双街工业区）、大张庄镇永定新河以北区域（包括风电产业园），排水出路为郎园引河，经机场排水河进入永定新河。即：北起112线高速公路，南到永定新河，西到北运河，东至津围公路，50千米配套主干管网和3座污水提升泵站，收水面积6270 公顷。一期工程设计规模4万吨/日，占地面积（含场外道路）4.88万平方米。2012年11月5日开工，2013年9月16日工程竣工、试运行，2014年5月29日完成环保验收正式投入商业运行，工程总投资1.2亿元。

二期工程设计规模4万吨/日，占地面积4.1431万平方米。2019年3月开工建设，2019年12月15日工程完工、试运行，2020年7月6日完成环保验收投入商业运行，工程总投资2.76亿元。目前总污水处理能力达8万立方米/日