水处理填料塔底部装有填料支承板，水处理填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。水处理填料塔的塔身是一直立式圆筒。填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方装置填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，填料外表上，气液两相密切接触进行传质。水处理填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
水处理填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。水处理填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。