UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器（包括沉淀區）和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為氣體。氣體以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于氣體的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，氣體碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室氣體，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

1）設備采用標準模塊化設計，安裝簡單，使用方便；（2）設備集氣效率高，截固率高，氣密性好；（3）縫隙寬度和遮蓋寬度布置合理，無污泥流失；（4）克服傳統三相分離器跑泥的現象，分離效果好，啟動速度快，不會出現斷流等現象；（5）污泥從設備底部和廢水充分接觸，解決污泥分布不均勻造成的污泥局部沉積和死區的現象；（6）采用快開式浮渣清理裝置，保證出氣管暢通無阻，不會堵塞；（7）能耗低，氣體可收集利用，節省成本。

三相分離器要具有氣、液、固三相分離、污泥回流的功能。三相分離器的設計主要包括沉淀區、回流縫、氣液分離器的設計。