UASB厭氧罐經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)pH和溫度的廢水進(jìn)入反應(yīng)器底部的混合區(qū)，并與來(lái)自外循環(huán)回流的泥水混合液充分混合后進(jìn)入顆粒污泥膨脹床區(qū)進(jìn)行COD生化降解，此處的COD容積負(fù)荷很高，大部分進(jìn)水COD在此處被降解，產(chǎn)生大量沼氣。由于沼氣氣泡形成過(guò)程中對(duì)液體做的膨脹功產(chǎn)生了氣提的作用，使得沼氣、污泥和水的混合物上升，經(jīng)過(guò)填料區(qū)的降解后，混合液至反應(yīng)器頂部的三相分離器，沼氣在該處與泥水分離后并被導(dǎo)出處理系統(tǒng)。泥水混合物則沿?fù)跄喟逑陆抵练磻?yīng)器底部的混合區(qū)，并于進(jìn)水充分混合后再次進(jìn)入污泥膨脹床區(qū)，形成所謂內(nèi)循環(huán)。根據(jù)不同的進(jìn)水COD負(fù)荷和反應(yīng)器的不同構(gòu)造，外循環(huán)回流量可達(dá)進(jìn)水流量的0.5-10倍。經(jīng)膨脹床處理后的廢水除一部分參與循環(huán)外，其余污水繼續(xù)上升，污水進(jìn)入填料區(qū)進(jìn)行剩余COD降解與產(chǎn)沼氣過(guò)程，提高和保證了出水水質(zhì)。由于大部分COD已經(jīng)被降解，所以填料區(qū)的COD負(fù)荷較低，產(chǎn)氣量也較小。該處產(chǎn)生的沼氣也是由三相分離器收集，通過(guò)集氣管導(dǎo)出處理系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)填料區(qū)處理后的廢水經(jīng)三相分離器作用后，上清液經(jīng)出水區(qū)排走，顆粒污泥則返回污泥床。

UASB厭氧罐廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)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(méi)有附著的氣體向反應(yīng)器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應(yīng)器氣體發(fā)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(méi)有附著的氣體被收集到反應(yīng)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(fā)射器和防止沼氣氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，否則將引起沉淀區(qū)的絮動(dòng)，會(huì)阻礙顆粒沉淀。包含一些剩余固體和污泥顆粒的液體經(jīng)過(guò)分離器縫隙進(jìn)入沉淀區(qū)。

由于分離器的斜壁沉淀區(qū)的過(guò)流面積在接近水面時(shí)增加，因此上升流速在接近排放點(diǎn)降低。由于流速降低污泥絮體在沉淀區(qū)可以絮凝和沉淀。累積在三相分離器上的污泥絮體在一定程度上將超過(guò)其保持在斜壁上的摩擦力，其將滑回反應(yīng)區(qū)，這部分污泥又將與進(jìn)水有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。