Значительное отставание развития канализационных очистных сооружений, а также несанкционированные врезки и сливы хозяйственно-бытовых стоков от близлежащих промышленных предприятий и частных застройщиков препятствуют обеспечению надлежащей очистки сточных вод и создают неблагоприятное экологическое состояние окружающей среды. Мощность очистных сооружений на 24,7% ниже водозаборных сооружений.
Хозяйственно-бытовые и частично производственные сточные воды (24%) проходят очистку на биологических очистных сооружениях водоотведения.
Произведенное в 2004 году увеличение производительности городских очистных сооружений с 130 до 220 тыс. м3/сут. позволяет на сегодняшний день осуществлять очистку городских стоков в объеме 220 тыс. м3/сут. Территориальное развитие города (прогнозируемый объем стоков - 290 тыс. м3/сут.) ставит вопрос о необходимости первоочередной модернизации городских очистных сооружений с увеличением производительности до 350 тыс. м3/сут. В соответствии с Генеральным планом городского округа город Тюмень к 2015 году поступление сточных вод составит 330 тыс. м3/сут., 335 тыс. м3/сут. к 2020 году. Таким образом, дефицит мощности действующих очистных сооружений составит 110 тыс. м3/сут. к 2015 году и 115 тыс. м3/сут. к 2020 году.
В отдельных районах города централизованная система водоотведения отсутствует. Так, 19% населения города (113867 чел.) проживает в неканализованном жилищном фонде, 2% (11500 чел.) - в жилищном фонде, канализованном на выгребе. К единой системе водоотведения также не подключены отдельные массивы коттеджной застройки в северной и южной частях города.