場區主要處理單元包括截流設施、沉砂池、接觸曝氣池及放流渠道等。主要採接觸曝氣法使生物膜附著於繩狀濾料表面，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經過礫間沉降出流渠道予以放流。
竹溪流域水質淨化場興建工程每日處理污水22,000公噸，生化需氧量(BOD)平均去除率為30.0%，削減量約462公斤/日；懸浮固體(SS)平均去除率為30.0%，削減量約462公斤/日；氨氮(NH3-N)平均去除率為33.3%，削減量約220公斤/日。