Существующая система водоотведения городского округа город Воронеж делится на две самостоятельные системы:
- левобережную - с очистными сооружениями проектной производительностью 305 тыс. куб. м/сутки (эксплуатационная организация - ООО "Левобережные очистные сооружения");
- правобережную - с очистными сооружениями проектной производительностью 400 тыс. куб. м/сутки (эксплуатационная организация - МУП "Водоканал Воронежа").
Рельеф правого берега определил самотечную схему канализации с прокладкой главного коллектора d = 1000 мм до 2d = 2000 мм от центра старой застройки по балочному понижению естественного водотока поверхностных вод с размещением площадки очистных сооружений в конце западной части застройки города. Промышленная канализация предприятий, расположенных на правом берегу, может характеризоваться как малоэффективная, устаревшая физически и морально.
Районы застройки, расположенные ниже главного коллектора, удаленные или ограниченные балками, имеют самостоятельные бассейны канализования с перекачкой стоков в главный коллектор или непосредственно на очистные сооружения. Главный коллектор разгружен дополнительным коллектором d = 1800 мм.
Сточные воды пос. Шилово и г. Семилуки по дюкерам через р. Дон подаются на ПСА.
Сточные воды от застройки части ул. 20-летия Октября по дюкерам через Воронежское водохранилище поступают в левобережную систему канализации.
Существующие очистные сооружения ПСА проектной производительностью 400 тыс. куб. м/сут фактически за 2007 год принимали 250 тыс. куб. м/сут, а в часы максимального притока и во время ливней часовой расход стоков - до 16 - 18 тыс. куб. м/час, что в перерасчете на суточный режим составляет 400 - 500 тыс. куб. м/сут. В 2008 году нагрузка по гидравлике на сооружения составила 290 - 330 тыс. куб. м/сут. На них очищаются промышленные и бытовые сточные воды, формирующиеся в правобережной части города, г. Семилуки и пос. Придонской. По данным химических анализов и лабораторного контроля, проведенного Воронежским филиалом Федерального государственного учреждения "Центр лабораторного анализа и технических измерений по Центральному федеральному округу", сточные воды на сбросе в р. Дон ежегодно не отвечают требованиям Правил охраны поверхностных вод (табл. 1.21), превышая ПДК водоема рыбохозяйственного назначения 1-й категории по взвешенным веществам, азотам, фосфатам, БПК. Вода, прошедшая очистку на ПСА, относится к категории "недостаточно очищенной". В связи с тем, что проект ПСА выполнялся в 1960 году по существующим в те времена нормативам, очищенные сточные воды до 1980 - 85 годов имели нормативную очистку. В настоящее время в связи с изменением нормативов очистки сточных вод возникла необходимость реконструкции ПСА с целью достижения нормативов качества очищенных сточных вод, сбрасываемых в р. Дон.