Theo quyết định thì nguồn nước tiếp nhận nước thải là vùng nước biển ven bờ (khu vực xã Hải Yến, huyện Tĩnh Gia). Vị trí xả nước thải ở vị trí công trình thu gom, trạm xử lý nước thải đặt trong khu đất được UBND tỉnh Thanh Hóa cấp giấy phép và vị trí xả nước thải là cửa xả ra vùng biển ven bờ xã Hải Yến. Lưu lượng xả thải trung bình 200 mét khối/ngày đêm, lưu lượng xả thải lớn nhất là 600 mét khối/ngày đêm. Phương thức xả thải tự kết hợp với bơm chuyển tiếp; chế độ xả 24h/ngày đêm…
Ngoài ra, quyết định cũng nói rõ yêu cầu Cty TNHH Lọc hóa dầu Nghi Sơn quan trắc nước thải, quan trắc nguồn nước tiếp nhận, lập sổ theo dõi, tổng hợp kết quả thực hiện quan trắc nước thải và nước nguồn tiếp nhận. Chịu sự kiểm tra, giám sát của cơ quan quản lý tài nguyên nước và môi trường các cấp… Giấy phép này có thời hạn từ ngày 27/10/2016-2/6/2019.
Liên quan vụ việc cá chết tại vùng biển Thanh Hóa vào đầu tháng 9/2016, sau khi công bố nguyên nhân ban đầu là do hiện tượng “tảo nở hoa”, vẫn còn có những nghi vấn về việc xả thải ô nhiễm ra môi trường. Đến nay, vẫn chưa có công bố chính thức về việc này của ngành chức năng.