为保证出境水质稳定达标排放，滕州市采用国际先进的TOT、BOT模式，先后投入4.2亿元建成2处城市污水处理厂,配套污水管网316公里, 城区日处理污水能力达11万吨，出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A回用标准。投资6828万元的第二污水处理厂二期5万吨/日的扩建工程2010年9月竣工后，城区日处理污水能力可达16万吨。总投资5.1亿元的大坞镇、木石镇、级索镇等6座城镇污水处理厂正在建设，全部建成运营后，滕州污水集中处理能力可达33万吨/日。
滕州市深滕污水处理有限公司(第一污水处理厂) 位于城区西南部城郭河北岸，是国家淮河流域水污染治理和南水北调东线工程治污重点项目，2002年建成运行，总投资2.06亿元，占地152.48亩，设计出水为国家二级标准，采用AB法处理工艺，日处理污水能力8万吨，服务面积41平方公里，服务人口45万人。2006年以TOT的方式转让给深圳水务集团有限公司经营，2007年投资966万元实施了废水深度处理及除磷脱氮工程，出水水质达到了一级B标准。2008年又投资5280万元建设了再生水利用工程，采用提升、混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺，出水水质达到一级A回用标准，处理后的再生水回用于滕州新源热电公司等工业企业，目前已形成日供水2万吨的能力。深滕污水处理公司日均处理水量7.8万吨，年削减COD7522吨、氨氮 617吨，实现了污水资源化利用，促进了出境水质达标。滕州市人民政府
