UASB（升流式厭氧污泥床）主要分為以下幾大系統：進水配水系統、生化污泥反應系統、三相分離系統、臭氣收集系統、以及處理水排放系統。污水經配水系統在設備底部進行均勻配水，要處理的污水從厭氧污泥床（在設備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）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，把它轉化為沼氣。沼氣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，在污泥床上部由于沼氣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，沼氣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，集中在氣室沼氣，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。

UASB反應器最重要的設備之一是三相分離器，這一設備安裝在反應器的頂部并將反應器分為下部的反應區和上部的沉淀區。為了在沉淀區中達到對上升流中污泥絮體/顆粒的滿意沉淀效果，三相分離器第一個主要目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產生的沼氣，特別是在高負荷的情況下。位于集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙溢出到沉淀室。另外擋板還有利于減少反應室內高產氣量造成的液體紊動。擋板的設計應該滿足只要污泥層沒有膨脹到沉淀區，污泥顆粒或絮狀污泥就能滑回到反應區的要求。同時認識到有時污泥層短時間內膨脹到沉淀區中不是一件壞事。相反，存在于沉淀區內的膨脹的污泥層將網捕分散的污泥顆粒/絮體，同時他還對可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用。另一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間是很有必要的，以防止重的污泥在暫時性有機或水力負荷沖擊下流失。水力和有機負荷率兩者都會影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB系統的原理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝體的基礎上，并結合在反應器內設置污泥沉淀系統，使氣象、液相和固相三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥是UASB系統良好運行的根本。

UASB反應器相對于傳統的厭氧反應器，主要特點是：UASB反應器是通過自身結構特點和獨特設備，實現了較長的固體停留時間，同時保持了較短的水力停留時間；UASB反應器的污泥形態是決定其效率的主要因素，而污泥形態的變化是與其反應器的結構分不開的；UASB反應器的應用范圍非常廣泛，對于中、高濃度的廢水的處理，可以在能耗和一次性投資間取得良好的平衡。