UASB厭氧反應器可分為兩個區(qū)域，反應區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應區(qū)下部，是由沉淀性能良好的污泥（顆粒污泥或絮狀污泥），形成厭氧污泥床。當廢水由底部進入反應器后，由于水的向上流動和產生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌，并使一部分污泥在反應區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進入分離區(qū)后，氣體進入集氣室被分離，含懸浮液的廢水進入分離區(qū)的沉降室，由于氣體已被分離，在沉降室擾動很小，污泥在此沉降，由斜面返回反應區(qū)。
UASB的設計
UASB的工藝設計主要是計算UASB的容積、產氣量、剩余污泥量、營養(yǎng)需求的平衡量。
UASB的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當污水有機物濃度比較高時，需要的沉淀區(qū)與反應區(qū)的容積比值小，反應區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當污水有機物濃度低時，需要的沉淀面積大，為了保證反應區(qū)的一定高度，反應區(qū)的面積不能太大時，則可采用反應區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部的池形。
氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質起十分重要的作用，因此設計時應給予特別的重視。根據(jù)經驗，三相分離器應滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉淀區(qū)之關，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進入沉淀區(qū)影響沉淀;
2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;UASB厭氧反應器啟動前注意事項
3、沉淀區(qū)的表面水力負荷應在0.7m3/m2.h以下，進入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;
4、處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;
5、應防止集氣器內產生大量泡沫。
第2、3兩個條件可以通過適當選擇沉淀器的深度-面積比來加以滿足。
對于低濃度污水，主要用限制表面水力負荷來控制;對于中等濃度和高濃度污水，在高負荷下，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現(xiàn)在國內外所取得的成果表明，只要負荷率不超過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到有大于10m的報道，第三代厭氧反應器除外。
污泥與液體的分離基于污泥絮凝、沉淀和過濾作用。所以在運行操作過程中，應該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不僅對于分離器的工作是具有重要意義，對于整個有機物去除率更加至關重要。
特別要注意避免氣泡進入沉淀區(qū)，要使固--液進入沉淀區(qū)之前就與氣泡很好分離。在氣--液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進入沉淀區(qū)，所以在設計中必須事先就考慮到:
(1)采用適當?shù)募夹g措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;
(2)必須要有沖散浮渣的設施或裝置，在污泥反應區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時破壞浮渣層的形成，或能夠及時排除浮渣。
如上所述，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產生的氣泡來完成的。因此，一般采用多點進水，使進水均勻地分布在床斷面上，其中的關鍵是要均勻--勻速、勻量。
UASB容積的計算一般按有機物容積負荷或水力停留時間進行。設計時可通過試驗決定參數(shù)或參考同類廢水的設計和運行參數(shù)。
UASB厭氧反應器啟動前注意事項
5.1 對初期啟動UASB目標要明確。對UASB（第一階段）啟動初期，不要追求反應器的處理效率和出水質量。初期的目標是使反應器逐漸進入“工作”狀態(tài)。是使菌種由休眠狀態(tài)恢復、活化的過程。在這一過程中，當菌種從休眠狀態(tài)中恢復到營養(yǎng)細胞的狀態(tài)后，它們還要經歷對廢水性質的適應。在整個馴化增殖過程中，而原種污泥中可能濃度較低甲烷菌增長速度相對于產酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥出現(xiàn)前的這一段相當長。這一段不可能快，也不能較大的負荷。
5.2 當廢水CODcr濃度低于2000mg/L時，一般不需要稀釋，可直接進液。當廢水CODcr濃于2000mg/L時，可采用進水稀釋，增大進水量，促使處理設施水流分布均勻。
5.3 負荷增加的操作方法：啟動最初負荷可從0.1~2.0 kgCOD/m3·d開始，當降解的CODcr去除率達到80%后，再逐步增大負荷。負荷不應增加太快，只要略高于容積負荷0.1 kgCOD/m3·d即可。水力保留時間大于24小時。連續(xù)。直到氣體產生。5天后檢查產氣是否達到略高于0.1 m3/m3·d。如果5天后反應器產氣量仍未達到這一數(shù)值，可以停止進水，3天后再恢復進液，直到產氣量增加達到0.1 m3/m3·d。
檢查出水VFA，VFA過高，則表示反應器負荷相當于當時的菌種活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，則停止進水，直到反應器內VFA低于3mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、原負荷進水，如果出水VFA低于3mmol/l，說明反應器良好。
5.4 增加負荷量：
增加負荷量可以通過增大進水量，或者降低進水稀釋比的方法，負荷每次可提升20~30%，可以重復進行。每次操作所需時間長短不同，時長達兩周，時僅需幾天，要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷，直到達到設計負荷為止。
5.5 水力停留時間：水力停留時間對于厭氧工藝的影響是通過上升流速來表現(xiàn)的。一方面高的液體流速增加污水內進水區(qū)的擾動，因此增加了生物污泥與進水機物之間的接觸，利于提高去除率。在采用傳統(tǒng)的UASB的情況下，上升流速的平均值一般不超過0.5m/h。這是為顆粒污泥形成的重要條件之一。
5.6 中始終保持VFA/ALK=0.3以下。否則揮發(fā)性脂肪酸積累失敗。
