На Харківській ТЕЦ-5 використовуються два шляхи зменшення забруднення природних водоймищ стічними водами: очищення стоків та організація систем повного використання стоків.

До стічних вод ТЕЦ належать:

• охолодні (після охолодження конденсаторів турбін, масло- та повітрьоохолодників і т.п.);
• стічні води водопідготовчих установок та конденсатоочисток;
• відпрацьовані розчини після хімічного очищення теплосилового обладнання і його консервації;
• нафтозабруднені води;
• розчини від обмивання поверхонь нагрівання котлів, що працюють на мазуті.

На ТЕЦ-5 застосовується замкнена, малостічна система технічного зворотного водопостачання з градирнями, що відвертає теплове забруднення водоймищ, а кількість свіжої води, яка забирається з них, значно менша, ніж у системах з водосховищами-охолодниками, і тим більше – в прямотокових системах, оскільки треба тільки відновлювати втрати від випаровування.

Очищення стічних вод від хімічних промивань та консервацій устаткування і вод, забруднених нафтопродуктами, на ТЕЦ здійснюється шляхом їх устоювання, флотації та фільтрації. Масло устоюється в нафтоуловлювачі. Флотація крапель масла засновується на їх здатності утворювати комплекси «частинка масла – бульбашка повітря». Видалені після фільтрації із стічної води нафтопродукти зливаються у бак збирання мазуту й масла і відправляються для спалювання. Стічні води після обмивання поверхонь нагрівання котлів (обмивальні води) мають кислу реакцію і містять грубодисперсні домішки (оксиди заліза, продукти недопалу і т.ін.), а також домішки в розчиненому стані. Ці води нейтралізують лужними розчинами, після очищення їх можна знову використовувати для миття устаткування.

Контроль за станом водного басейну в зоні впливу ТЕЦ здійснюється відповідно до програми моніторингу якості підземних вод. По розпорядженню Харківської гідрогеологічної партії інститут УкрсхідГІІНТІЗ у 1986 році розробив проект мережі спостережних свердловин у зоні розміщення об'єктів Харківської ТЕЦ-5. У 1987 році Харківською геологорозвідувальною експедицією було пробурено 18 спостережних свердловин, а в 1990 році – ще 5. З них 15 обладнані для спостереження за ґрунтовими водами, решта – за водами верхньокиївського і палеоценового обріїв. Щоквартальний моніторинг здійснює КП «Південукргеологія». Технологічний контроль за станом поверхневих вод Новобаварського водоймища і ріки Уди, резервуарів технічної води і скидних стоків здійснює центральна лабораторія хімічного цеху Харківської ТЕЦ-5.