按照国务院1999年2月批准的《武汉市城市总体规划》（1996～2020年）的要求，中心城区将建设13座城市污水处理厂和相应的收集系统。武昌地区有沙湖、二郎庙、黄家湖、龙王嘴、落步嘴、北湖、黄家大湾、汤逊湖8个系统，其中为武昌区服务的有沙湖、二郎庙、黄家湖。
黄家湖地区位于武汉市东南部，主要由武昌、洪山两行政区的部分街、乡组成。黄家湖污水处理厂服务范围东起南湖、石牌岭，西至长江边，北临武珞路，南抵中环线，服务面积为54.5km2。黄家湖地区蛇山南旧城区（2.44km2）采用截流式合流制，晒湖、南湖西区和白沙洲新区采用雨、污分流制。黄家湖污水处理厂近期设计规模为10×104m3/d，远期设计规模扩至20×104m3/d，占地18公顷（含远期预留用地）。
沙湖污水处理厂主要服务武昌水果湖、珞珈山、卓刀泉、中南等地区，服务范围：东临东湖边、体育学院，南至武珞路，西抵武黄铁路，北到武重厂，面积21.1km2，服务人口25万。处理尾水通过沙湖港和罗家港入长江。该厂总设计处理规模为15×104m3/d。
二廊庙污水处理厂主要服务武昌老城区（山南地区，山北地区），徐东地区、梨园地区。服务范围东起罗家港，南抵武重厂、武黄铁路，西至紫阳路、武船，北临长江，总面积36.6km2。至2020年，服务人口为61.8万人，处理能力为18×104 m3/d。升级、改造、扩建，扩建后达24×104 m3/d，二级处理能力。
按照《武汉市主城区污水专项规划（2010---2020）》的内容，2011至2015年沙湖污水处理厂污水收集系统将建设78.88公里污水收集管网；二廊庙污水处理厂污水收集系统将建设37.77公里污水收集管网；黄家湖污水处理厂污水收集系统将建设81.02公里污水收集管网。
