石湖墟污水处理厂现时属二级污水处理设施，为上水及粉岭一带产生的污水提供净化服务，平均每日处理8.3万立方米的污水，迫近9.3万立方米的设计处理量。由于区内人口增长，乡村污水收集网络扩展，石湖墟污水处理厂处理量估计即将于2018年饱和，加上污水处理厂内的污泥处理设施落后，布局设计难以改善气味控制，渠务署计划进行扩建改善工程。
渠务署表示，去年先后谘询上水区乡事委员会、上水乡村民及虎地坳村民，村民关注可否将污水处理厂搬到远离民居的地方，例如沙岭，也关注扩建改善工程会否令梧桐河水质变差。该署曾研究搬迁到沙岭的可行性，但由于该处大部分是私人土地，涉及业权众多及分布散落，徵地需时，加上污水收集网络若要改道，势将影响附近交通及环境，所以无计划搬到沙岭。
石湖墟污水处理厂扩建改善工程将分阶段进行，将该厂的污水处理设施逐步提升至三级水平，并增设气味控制设施，扩建范围局限在该厂原址及毗邻祝运街以北一幅面积约3.2公顷的政府土地，第1A期工程完成后，可将污水处理量提升至每日13.3万立方米。为尽快改善气味问题，该署计划今年中展开前期工程，将现有其中一个二级处理规格的生物反应器及两个最后沉淀池，提升为三级处理规格的薄膜生物反应器及相关喉管等。
为改善污水处理厂的景观，渠务署计划，扩建改善工程将採纳宜人的园景设计，大量绿化，设有“再造水”鱼池，新建设施大部分埋藏地底，以减低建筑物高度，使污水处理厂更融入四周环境。除了全面覆盖所有产生气味的污水处理设施，运载污泥的车辆也会用全密封的容器，减低运送途中可能产生的气味。将来的行政大楼会增设资讯中心，开放给公众或教育团体参观。
