污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
二、构造
构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。反应器主要由下列几个部分组成。
1.配水系统
其主要功能是：1.将进入反应器的原废水均匀地分配到反应器整个横断面，并均匀上升
2.起到水力搅拌的作用。这都是反应器有效运行的关键环节。
2.反应区是UASB的主要部位，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在颗粒污泥层的上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。
3.三相分离器
由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体（沼气）、固体（污泥）和液体（废水）等三相进行分离。沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。
三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。
4.气室也称集气罩，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室送往沼气柜。
5.处理水排出系统
功能是将沉淀区水面上的处理水，均匀地加以收集，并将其排出反应器。
此外，在反应器内根据需要还要设置排泥系统和浮渣清除系统。
三、特点
与其他类型的厌氧反应器相较有下述优点：
1.污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；
2.容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m³.d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/(m³.d)， 废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小
3. 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。
主要内容有：
①根据水质特点、水量大小、去除率等选定池型，确定主要尺寸；
②设计进水、配水和出水系统；
③选定三相分离器的型式，沼气回收设备。
