该工程位于大港污水处理厂区内东部，规划占地面积4.4万平方米，二期工程最终设计处理能力为2万吨/日。本期建设污水处理能为0.5万吨/日，主要采用水解酸化+生物接触氧化+高级催化氧化+连续膜过滤法处理工艺处理园区工业及生活污水。出水水质可分别达到《污水综合排放标准GB8978-1996》中一级标准和《城市污水再生利用工业用水（循环冷却水）水质》GB/T19923-2005标准要求。

大港城区南部区域位于大港石化产业园区内，大港污水处理厂（二期）工程由大港石化产业园区管委会下属的天津海港石化投资发展有限公司负责投资建设。该项目建成后，可以从根本上改善石化园区及周边地区水环境，提高园区和大港城区环境质量。