厭氧塔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，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。

厭氧塔三相分離器油，氣和水的混合物高速進入預脫氣室，并且通過旋流分離和重力釋放出大量的粗伴氣。預脫氣后，混合物通過導管高速進入分配器和洗滌室，并在含有破乳劑的活性水層中進行洗滌和破乳，以穩定流量并降低進料的雷諾系數。液體經過聚結精餾后進入沉降分離室進行進一步的沉降分離，脫氣后的原油經過擋板進入油室，由流量計進行測量并控制從分離器中流出。水相壓力平衡通過管道進入水室，從而達到油，氣，水三相分離的目的。

三相分離器運用在UASB、EGSB、IC反應器中，是其中的主要的設備也是其中重要的設備，它起到固、液、氣三相分離的作用。三相分離器設計要求也相當嚴格，設計上的失誤會導致固、液、氣三相分離不*，出水CODCr升高，處理效果下降。性能良好的三相分離器是UASB、EGSB、IC反應器良好運行的保證。