uasb由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在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。要處理的污水從厭氧污泥床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沼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的厭氧反應器主要由布水系統、三相分離器、出水收集系統、排泥系統組成。布水系統的合理設計對uasb反應器的良好運轉是至關重要的，進水系統兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個功能的實現，設計時需要滿足如下原則：
a、確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路或表面負荷不均勻等現象發生；
b、盡可能滿足水力攪拌需要，保證進水有機物與污泥迅速混合；
c、易觀察到進水管的堵塞；
d、當堵塞被發現后，容易被清除。
uasb的厭氧反應器布水系統，包括布水總管、布水支管；布水總管呈環狀圍繞于厭氧反應器外部；布水支管設于厭氧反應器底部，其兩端與布水總管連接。
從厭氧反應器上部取水并接入布水總管，再通過布水支管上的出水口進入反應器，將污水回流至厭氧反應器底部，以內部循環的方式使污水不斷通過反應器內的污泥層；采用環狀形式布水總管使布水支管兩端同時恒壓供水，水頭損失小，保證了配水均勻性；同時將布水總管設于反應器外部，不占用反應器內部空間，可隨時觀察管道情況，便于管道維護。

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