三相分離器主要有底座集氣罩及集水槽等部件組成。在反應池中，廢水從污水泥床底部進入，與污泥床中的污泥進行混合接觸，微生物分解廢水中有機物產生沼氣，微小沼氣泡冒在上升過程中，不斷合并逐漸形成較大氣泡。由于氣泡上升產生比較強烈的攪動，在污泥床上部想成懸浮污泥層，氣、水泥的混合液上升至三相分離器內，沼氣氣泡碰到分離器下部的反射板時，折向氣室而被有效的分離排除，污泥和水則經孔道和縫隙進入三相分離器的沉淀區，在重力的作用下，水和泥分離上清夜從沉淀區上部排出，沉淀區下部的污泥沿著斜壁返回區。
UASB三相分離器三相分離器類型
1. 臥式三相分離器
氣液混合物通過氣液入口進入分離器進行基本相分離，然后氣體進入氣體通道并經過精餾器和重力沉積以分離液滴，液體進入液空間并分離出氣泡，油向上流動，水向下流動。在離開分離器之前，先通過除霧器除去氣體，然后油從頂部經過溢流隔板進入油槽并從出油口流出，水經溢流檔板進入水槽并從排水口流出。
2.立式三相分離器
通過氣液入口進入分離器后，氣液混合流體通過速度和流動方向的突然變化完成基本相分離。氣體在氣體通道中向上流動，并通過重力沉積分離液滴。液體通過傾瀉管進入油水界面。
UASB三相分離器隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應，產生沼氣（氣體是甲烷和二氧化碳）引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥床的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩余的固體和生物顆粒進入到沉淀室內，剩余固體和生物顆粒從液體中分離并通過反射板落回到污泥層的上面。分離氣體、固體后的液體繼續上升，然后從出水堰溢流，經集水槽排出。沼氣聚集于三相分離器頂部，通過氣管排出。 高濃度有機生產廢水經過厭氧反應器預處理后，有機物得到大量去除，COD大幅度下降。
