1995년 중·남구 일원에서 발생하는 생활오수를 1차 처리 후 바다로 방류하는 용연하수처리장의 준공과 가동 이후 하수처리 및 하천 살리기에 대한 관심이 높아졌으며 관거정비 사업도 본격 착수되었다. 태화강 상·하류의 환경기초 인프라 확충, 생태복원, 지천환경 개선사업 등의 결실이 서서히 도출되면서 2003년, 2004년의 태화강은 전국 최고 수준의 하천으로 거듭났으며, 2005년 8월에는 태화강 수영대회를 전국적인 관심 속에서 태화강 도심구간에서 개최하게 되었다.
울산시가 태화강의 수질개선을 위해 시행한 사업은 태화강 하류 환경기초 인프라 확충, 태화강 상류 환경기초인프라 확충, 태화강 수계 생태복원, 태화강 주요 지천의 수질개선 사업 등이다.
(1) 태화강 하류 환경기초 인프라 확충
태화강으로 유입되는 생활하수를 차단하기 위하여'가정오수관 연결사업'과 '태화강 유입 오수 차단사업'을 실시하였다. 태화강 하류의 중구와 남구는 주거 밀집지역으로서 기존의 합류식 관거 시스템이었다. 1995년부터 합류식 관거를 오수와 우수의 분류식 관거 시스템으로 변경하기 위한 가정오수관 연결 사업을 시행하여 2005년 완료하였다. 총 47,063건 450억원이 투자된 방대한 사업을 1995년부터 2005년까지 계속사업으로 추진하여 중구와 남구 일원에서 발생하는 대부분의 생활오수를 효과적으로 차집할 수 있는 하수관망이 구축되었다.
가정오수관 연결사업과 함께 사업대상 제외지역에서 오수 및 불명수 등이 태화강으로 유입되는 것을 막기 위한 유입오수 차단 사업을 시행하였다. 태화강 하류 지역의 배수구 등에서 하천으로 유입직전 생활하수를 차집하여 하수처리장으로 이송하는 장치인 우수토실 14개소 및 맨홀펌프장 2개소를 14억원 정도의 사업비로써 2003년 1월부터 2004년 6월까지 시행하였다. 이로써 태화강으로 유입되는 1일 14,000㎥의 생활오수 대부분을 차집 처리할 수 있게 되었다.
(2) 태화강 상류 환경기초 인프라 확충
태화강 상류지역의 수질관리를 위하여 언양하수처리장을 건설하고 축산폐수 저장조를 설치하였으며 태화강 상류지역 및 대곡댐의 수질관리를 위하여 대곡댐 상류 지선 관거부설, 언양하수처리구역 지선 관거부설 및 대곡댐 상류가정오수관 연결사업을 하였다.
태화강 상류지역에서 발생하는 생활오수, 공장폐수, 축산폐수 등을 차집·처리하는 언양하수처리장은 언양읍 구수리 일원의 70,705㎡의 부지 안에 1일 60,000㎥ 처리규모의 고도처리시설을 갖추어서 2004년 10월 31일 준공·가동 중이다. 언양하수처리장은 기존 하수처리시설과 달리 질소, 인 등을 완전히 처리할 수 있는 고도처리시설을 갖추어 최종 방류수는 BOD 2ppm(기준 20),COD 4.1ppm(기준 40), SS 3.5ppm(기준 20)을 유지하고 있다.
발생량은 많지 않으나 오염부하가 높고 처리에 애로가 많아 태화강의 수질오염을 악화시키는 대곡댐 상류의 축산폐수를 처리하기 위하여 2003년부터 2005년까지 26억원의 사업비를 투자하여 769개 농가에 축산폐수 저장조를 설치하였다. 저장조에 모인 축산폐수는 전용차량을 통해 전량 회수됨으로써 축산폐수의 하천 유입을 원천적으로 차단하였고 향후 오수관을 통해 전량 차집하여 하수처리장에서 축산폐수를 효율적으로 처리할 계획이다.
(3) 태화강 수계 생태복원
태화강이 건강한 하천의 본래 기능을 회복하기 위해서는 태화강 상·하류의 환경기초 인프라를 확충하여 오수의 유입을 차단하는 사업과 함께 태화강의 오염물질 제거가 필요하였다.
퇴적오니 준설사업은 오염퇴적물 속의 질소와 인 등 영양염류 제거로 부영양화를 방지하고 유기질 분해로 인한 용존산소 고갈에 의한 악취 요인을 제거하기 위하여 160억원의 사업비를 투입하여 2004년 3월부터 본격적으로 사업에 착수하였다. 이 사업을 통하여 태화강 하류의 489,000여톤의 퇴적오니를 강바닥에서 제거하여 수생태계 회복에 기여하였다.
태화강 하상 정비 사업은 태화강 하류의 친환경적인 이용을 도모하고 인간과 자연이 함께하는 태화강, 그리고 친수 수변공간으로서의 태화강을 조성하기 위하여 시행하였다. 하상 정비 사업은 325억원의 사업비로 2001년부터 태화강 하구와 동천일원의 저수 호안 8.67km 축조, 655,000㎥ 준설,458,000㎡ 둔치조성 등의 정비 사업을 추진했다. 태화강 십리대숲은 울산 12경 중의 하나로서 시민의 관심이 높고 태화강공원조성사업의 핵심적인 사업이지만 대숲의 대부분이 사유지에 포함되어 있어서 그간 실질적인 관리를 하지 못하였다. 2000년부터 2004년까지 54억원의 사업비를 투자하여 145,000㎡에 이르는 대규모 대숲 정비 사업을 추진하여 태화강 수질개선과 더불어 태화강의 생태복원에 기여하였다.
(4) 태화강 주요 지천의 수질개선
태화강의 하류에서 무거천, 여천천, 명정천, 약사천 등의 지천이 합류한다. 이들 지천은 주거 밀집지역인 도심을 경유하면서 오염물질을 태화강에 유입시키고 있기에 이들 지천의 수질개선 없이 태화강의 수질을 개선할 수 없다. 남구지역의 대표적 도심 관류 하천인'무거·여천천의 자연형 하천정화사업'이 2002년의 실시설계 및 일부구간 준설을 거쳐 131억원의 사업비로 2005년부터 본격적으로 시행되고 있다. 그동안의 무거·여천천은 건천이 되어 생활오수가 유입되던 하천이었지만 지천 주변의 관거정비를 통해 오수 유입을 차단하였다. 그리고 2005년에는 무거천 10,000㎥, 여천천 11,000㎥의 하천 유지수 공급공사를 완료하여 갈수기에도 맑은 물이 흐르는 하천으로 조성하였다. 2007년까지 식생호안의 조성 등 생태하천으로 거듭나는 사업이 완료되면 태화강 본류의 수질개선에 크게 기여할 것이다.
약사천은 중구 약사동, 반구동 일원을 흐르는 샛강으로써 인근 울산종합경기장 주변에 위치하고 있다. 2005년 전국체전을 대비하여 깨끗한 하천으로 조성하기 위한'자연형 하천정화사업'이 2003년부터 추진 중에 있다. 2005년부터 2007년까지 31억원의 사업비를 투자하여 중구 남외동에서 동천 합류부까지 1.3km 구간을 정비하는 사업을 추진 중이다. 이 사업은 하상의 퇴적오니를 제거한 후 여울, 식생호안을 조성하고 1일 10,000㎥의 하천 유지수를 공급하여 지천의 수질을 개선하고 시민들에게 친수공간을 제공하는 사업이다.
(5) 태화들 살리기
태화강의 역사를 보존하기 위한 시민들과 시민단체들의 노력이 없었다면 자연생태하천으로 울산시민에게 다가오는 태화강은 불가능했을 것이다. 1987년의 태화강 하천정비기본계획은 태화강 하류부의 둔치에 위치한 대숲을 모두 제거하는 조건으로 제방 축조 및 단면계획을 수립하였고, 이에 근거하여 하천 연안구역이었던 당초의 태화들은 자연녹지로, 다시 주거지역으로 용도 변경 되어서 택지로 개발될 예정이었다. 그러나 택지개발로 인하여 대숲이 파괴될위기에 직면하여 시민들과 시민단체들은 대숲보존과 택지개발 철회를 주장하고 나섰다. 시민들의 관심과 시민단체들의 끈질긴 노력으로 대숲이 가지는 울산의 상징성과 환경개선의 필요성을 설득할 수 있었고, 건설교통부는 1995년 대숲존치 결정을 내렸다.
1995년 대숲존치 결정은 내려졌지만, 대숲존치 결정에 따른 태화강 하천정비기본계획의 수정과 보완이 이루어지지 않은 채 주거지역으로 용도 변경된 태화들이 태화 3지구 택지개발지구로 지정되어 난개발이 우려되자 2001년 3월 울산경실련, 울산참여연대, 울산환경운동연합, 울산민주시민회 등 4개의 시민단체들은 태화들의 용도변경과정에서의 의혹을 제기하였다. 시민단체들은 태화들의 제방축조공사와 택지개발사업에 대한 반대 성명을 발표하고 주민서명을 받아 주민감사를 청구하였다. 건설교통부의 주민감사위원회는 감사결과 "도시계획 절차상 하자에 대한 위법행위는 없다"는 판단을 내린 반면 난개발 방지를 위해 울산시에 일반주거지역에 대한 개발 행위제한과 부산지방국토관리청에 하천정비기본계획의 조기 재정비를 지시하였다. 이로서 부산지방국토관리청에서 하천정비기본계획재정비가 이루어질 때 까지 태화들에 대한 일체의 개발행위를 막을 수 있게 되었다.
부산지방국토관리청은 2001~2003년 태화강 하천정비기본계획재정비 용역을 시행하였다. 재정비 용역안에는 주거지역이 된 20,000평을 다시 하천부지로 편입시키고 길이 1,300m, 평균 폭 40m, 깊이 2m의 수로를 굴착하는 안을 담고 있었다. 울산경실련과 환경운동연합 등 시민·환경단체들은 대형 수로 를 개설할 경우 생태공원조성에 차질이 생기고 생태계 등 환경파괴가 우려된다고 반대의 입장을 표명하는 등 시민들이 한목소리를 냈다. 이러한 울산시의 입장이 재정비 안에 반영되기 위해서는 용역 안에서 제외된 주거지역 32,000평을 하천부지로 다시 편입시키기 위한 비용부담이 필요하였다. 태화강의 원형을 보전하기 위해서 태화강보전회를 중심으로 '태화들 한 평 사기 운동'이 전개되었으며 울산시도 태화들의 보상비 중 45%는 부산지방국토관리청이 부담하고 55%는 울산시가 부담한다는 조건에 합의하였다.
이러한 울산시와 울산시민의 노력에 힘입어 2005년 9월 중앙하천관리위원회는 태화들 전체를 하천구역에 재편입 시키는 안을 통과시켰다.