UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內部的循環，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。置于 集氣室單元縫隙之下的擋板的作用為氣體發射器和防止沼氣氣泡進入沉淀區，否則將引起沉淀區的絮動，會阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經過分離器縫隙進入沉淀區。

三相分離器同時具有兩個功能:收集反應室產生的沼氣,使分離器內的懸浮物有效沉降。圖1為傳統的三相分離器,是德國的磚利設計。 其工作過程是:反應器內含有大量氣泡的三相混合流上升至分離器底部,碰到反射板,氣體折流而上,與固、液相分離,集中到氣室排放。固液混合液進入分離器,在沉淀區分離,澄清液通過溢流堰排出。失去氣泡攪動作用的污泥發生絮凝、沉降和濃縮,然后沿斜壁下滑,通過污泥回流口返回反應區。由于沉淀區內液體無氣泡,污泥回流口以上的混合液比重大于反應器內液體比重,使濃縮后的污泥能夠返回反應區。由此,三相分離器要實現良好分離效果,應滿足:

1.水和污泥的混合物進入沉淀區之前,氣泡必須分離;

2.污泥在沉淀器中的停留時間要短,以避免在沉淀區中產氣;

3.沉淀區內表面負荷采用較小值,使污泥有效沉降。