場區主要處理單元包括截流設施、截流設施、粗攔污柵篩、沉砂池、進流抽水站、沉砂池、礫間接觸曝氣槽及放流池等。主要採接觸曝氣法使生物膜附著於濾料表面，利用此生物膜處理廢水中之有機物質以達淨化水質之功效。污水經截流後，經粗攔污柵篩除大型雜物，流入進流抽水站，以動力方式泵送至沉沙池，主要以去除無機性懸浮固體物；並經後端生物處理之處理水再經終沉池處理後進入放流池予以放流。
梧棲大排水質淨化場興建工程每日處理污水10,000公噸，生化需氧量(BOD)削減量約84公斤/日；懸浮固體(SS)削減量約70公斤/日；氨氮(NH3-N)削減量約42公斤/日。