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。置于 集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。

三相分离器同时具有两个功能:收集反应室产生的沼气,使分离器内的悬浮物有效沉降。图1为传统的三相分离器,是德国的砖利设计。 其工作过程是:反应器内含有大量气泡的三相混合流上升至分离器底部,碰到反射板,气体折流而上,与固、液相分离,集中到气室排放。固液混合液进入分离器,在沉淀区分离,澄清液通过溢流堰排出。失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝、沉降和浓缩,然后沿斜壁下滑,通过污泥回流口返回反应区。由于沉淀区内液体无气泡,污泥回流口以上的混合液比重大于反应器内液体比重,使浓缩后的污泥能够返回反应区。由此,三相分离器要实现良好分离效果,应满足:

1.水和污泥的混合物进入沉淀区之前,气泡必须分离;

2.污泥在沉淀器中的停留时间要短,以避免在沉淀区中产气;

3.沉淀区内表面负荷采用较小值,使污泥有效沉降。