杭州四堡污水處理廠擴建工程是由杭州四堡污水處理廠擴建工程指揮部負責建設，中國市政工程華北設計研究院設計，杭州市市政總公司施工。工程設計時間為1994年9月至1998年6月，1999年6月竣工并交付使用，1999年9月由浙江省計委組織驗收。工程建設規模60萬m3/d的一級污水處理改造和40萬m3/d的二級生化處理及配套的污泥消化處理。投資來源為自籌和德國贈款，設計概算工程總投資39314萬元，其中利用德國政府贈款2300萬馬克，國內配套資金28550萬元，竣工決算37688萬元。
工程設計主要特點：
    （1）工程分兩步實施，第一步是先將原有的40萬m3/d一級處理擴建成二級處理，隨著城市管網的逐步建設、完善，再擴大到60萬m3/d。由于四堡污水處理廠擴建工程是在原有一級處理的基礎上進行擴建成二級處理及配套的污泥處理設施，并且要改造一級處理構筑物，而且在擴建施工過程中，原有一級處理部分仍需正常運行，不能間斷，因此本工程的實施難度較大。設計中充分考慮了施工中將會遇到的問題，設計前深入調查，了解現狀，充分利用了原有的設施，節約投資，在擴建過程中，都可保證原有設施正常運行，同時又能達到比較理想的處理效果。
　　（2）合理地銜接新、老工程，從高程設計及平面布置上考慮了工程的可行性及工藝方案的合理性選擇，即節約了用地和能耗及工程投資，又使全廠新、舊部分達到一個新的水平，統一標準。根據廠區的地形，各處理構筑物進行了合理的布置，兩組曝氣池連成一體，即節約了占地，又使處理構筑物很緊密，二沉池采用了55M直徑的輻流式平底池，比錐底池節約約1/4的土建投資。污泥處理則采用厭氧中溫消化，消化池采用卵形消化池，并采用沼氣攪拌，攪拌效果好，又節約能源，節省電耗、降低運行費。池容為10900 m3共3座，單池容積為目前亞洲最大，世界第二。
　　（3）根據杭州四堡的進水水質特點和處理后要求達到的出水水質要求，選擇運行管理可靠，運行成本較低，適合本工程的污水處理工藝前置厭氧活性污泥法即A/O法工藝，精心確定設計參數和工藝流程。工程投入運行后，出水水質很快達到設計要求，BOD5和COD則遠低于設計的出水水質，化驗結果表明，實際出水水質好于設計水質。這說明工藝的設計參數選擇是正確的。
　　（4）消化池池體為光滑曲面，沒有彎折點，應力分布均勻，結構受力合理，有非常好的力學性能，可以連續施工，是非常理想的池形。曝氣池所在的范圍內土質極不均勻，天然地基承載力較低，地下水位較高，大膽采用振沖碎石樁和樹根樁聯合工作的基礎處理方案，不僅提高了地基承載力，消除了地基土液化問題，解決了抗浮問題，節約了基礎處理費用約800萬元。
　　（5）4臺沼氣發電機組在正常運行情況下全年可為全廠提供約1051.2萬度電，約占全廠用電總量的25%，節省電耗，降低成本。沼氣發電機的機殼和排煙系統的余熱回收，用于補充加熱污泥，此熱量相當于節省一臺蒸發量1.2 t/h的蒸氣鍋爐，能源得到充分利用。
　　（6）本工程的自控系統引進了德國西門子公司的PLC-S5-135U二級分布式集散型測控管理系統。