Сточные воды города по 12 напорным коллекторам поступают в камеру смешения и усреднения сточных вод, где, изливаясь из напорных труб, перемешиваются за счет интенсивной турбулентности потоков. Пройдя гидротехнические элементы, представляющие собой перегородки, сточная вода окончательно перемешивается и по двум каналам направляется в приемные камеры зданий решеток N 1, 2. Приемные камеры выполняют функции приема стоков от камеры смешения и распределения их между каналами решеток, а также осуществляют аварийный сброс воды.
В здании решеток N 1 установлено 5 решеток ступенчатого типа, в здании решеток N 2 установлены 3 механизированные решетки грабельного типа. Они предназначены для очистки стоков от крупных примесей мусора (текстиль, бумага, пластик, пленки и пр.). Снятие мусора с решеток осуществляется механизированно по мере их накопления на решетках с автоматической транспортировкой на тележку и последующим вывозом на полигон ТБО.
Затем сточные воды направляются на пять горизонтальных и четыре аэрируемые песколовки для удаления песка и прочих минеральных примесей. За время прохождения воды через песколовки песок оседает на дне. Удаление песка из горизонтальных песколовок производится каждые 2 часа, а из аэрируемых - четыре раза в сутки. Сброс песка в приемный бункер гидроэлеватора производится в горизонтальных песколовках с помощью тележек со скребковым механизмом, а в аэрируемых - с помощью системы гидросмыва. Далее с помощью гидроэлеватора песок с обоих типов песколовок в виде песчано-водной пульпы по трубопроводу перекачивается на песковые площадки, где происходит разделение песчано-водной пульпы. Песок оседает на дне площадки, а вода через решетку поступает в канализацию и далее в приемную камеру КНС хозяйственно-бытовых стоков. После наполнения песковой площадки песком подача песковой пульпы перенаправляется на резервную площадку.
После песколовок сточные воды направляются на 12 первичных отстойников радиального типа, представляющих собой железобетонные резервуары диаметром 40 метров и глубиной 4,3 метра. Они снабжены скребковым механизмом и оборудованием для улавливания жиров. За время пребывания (2 часа) в отстойниках задерживаются взвешенные вещества. На этом этап механической очистки заканчивается.
Далее начинается процесс биологической очистки сточных вод. Осветленная сточная вода из первичных отстойников направляется на аэротенки, представляющие собой емкостные сооружения коридорного типа (11 секций размером 158,6 м x 33 м x 4,3 м каждая).
В аэротенках культивируются разнообразные виды микроорганизмов (активный ил), обеспечивающие изъятие и окисление органических загрязнений из сточной воды. Для обеспечения процесса биологической очистки в аэротенки по трубопроводам постоянно подается воздух из воздуходувной станции для поддержания заданного количества растворенного кислорода (не менее 2 мг/л). Время аэрации и прохождения сточной воды через аэротенки составляет 3 - 4 часа.
Далее из аэротенков смесь сточной воды и активного ила поступает на вторичные отстойники (14 шт.), которые выполняют функцию отделения очищенной сточной воды от активного ила. Производится это отстаиванием в течение 2 - 2,5 часов, в результате которого активный ил оседает на дно отстойника и постоянно откачивается илососами и с помощью эрлифтов подается в канал возвратного активного ила. Далее активный ил поступает в регенераторы аэротенков. Здесь производится аэрация активного ила в течение 6 - 7 часов, после чего регенерированный активный ил перетекает в коридоры аэротенков, где смешивается со сточной водой.
Очищенная вода из вторичных отстойников сбрасывается в лоток Паршаля, откуда после измерения количества и обеззараживания направляется через глубоководный выпуск в р. Волгу.