UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

三相分离器是UASB反应器特点和重要的装置。它同时具有两个功能：

1) 能收集从分离器下的反应室产生的沼气;

2) 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

三相分离器设计要点汇总：

1) 集气室的隙缝部分的面积应该占反应器全部面积的15～20%;

2) 在反应器高度为5～7m时，集气室的高度在1.5～2m;

3) 在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成;

4) 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡;

5) 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100～200mm以避免上升的气体进入沉淀室;

6) 出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况。

对于低浓度污水处理，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分离器缝隙处保持大的过流面积，使得的上升流速在这一过水断面上尽可能的低是十分重要的