沈阳南部三期污水处理厂扩建工程总投资12亿元，占地面积达23.2公顷，设计实现50万吨/日的污水处理能力。2020年实施建设，历时14个月，改扩建工程终于2021年10月31日按期实现通水调试。
该扩建工程是沈阳市贯彻落实习近平总书记生态文明思想和“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水思路，落实第二轮中央生态环境保护督察反馈意见，解决“污水处理能力不足”问题的重要举措，也是提高污水处理系统终端调节能力、降低区域污水管网水位、解决旱季污水溢流的重要工程。
作为《沈阳市2021年政府工作报告》的重点项目，沈阳南部三期污水处理厂将惠及于洪区于洪新城地区、铁西经开区余良地区及铁西区老城区三个城区。
设计建成污水处理能力130万吨/日；采用改良A2/O工艺，设计排放标准按国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准进行排放，使其出水满足二次回用需求，满足城市杂用及景观补水等要求，还将配合提升全域污水处理高负荷问题，提升全域污水处理厂安全运行能力。
项目实施以来受到了极大关注，也得到了有关部门及政府的大力支持，为项目实施提供了根本保障。项目负责部门及具体负责人严格落实责任制度，严把工程质量，确保项目如其完工，以确保项目发挥效用，有效应对目前区域内污水系统压力。
下一步，沈阳市将加快进行南部三期污水处理厂扩建工程的调试工作，以尽快配合仙女河污水转输工程不断提高区域污水转输量，解决沈阳市西部排水系统高水位运行造成的个别地区旱季污水溢流等实际问题。
按照沈阳市“十四五”再生水利用规划，未来，南部污水处理厂的尾水将排入浑河，作为再生水水源，为浑南灌区总干渠道及北沙河水系提供每天20万吨的生态补水，同时沿线设置每天0.5万吨的加水点用于城市杂用水。南部三期污水处理厂扩建工程的通水将加快提升区域水质，解决目前地区污水处理的突出问题。
