厌氧塔三相分离器随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气（气体是甲烷和二氧化碳）引起污泥床扰动。在污泥床产生的气体中有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的顶部。污泥颗粒上升撞击到脱气挡板的底部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥床的表面。自由气体和从污泥颗粒释放的气体被收集在反应器顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体和生物颗粒进入到沉淀室内，剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射板落回到污泥层的上面。分离气体、固体后的液体继续上升，从出水堰溢流，经集水槽排出。沼气聚集于三相分离器顶部，通过气管排出。 高浓度有机生产废水经过厌氧反应器预处理后，有机物得到大量去除，COD大幅度下降。

厌氧塔三相分离器油，气和水的混合物高速进入预脱气室，并且通过旋流分离和重力释放出大量的粗伴气。预脱气后，混合物通过导管高速进入分配器和洗涤室，并在含有破乳剂的活性水层中进行洗涤和破乳，以稳定流量并降低进料的雷诺系数。液体经过聚结精馏后进入沉降分离室进行进一步的沉降分离，脱气后的原油经过挡板进入油室，由流量计进行测量并控制从分离器中流出。水相压力平衡通过管道进入水室，从而达到油，气，水三相分离的目的。

三相分离器运用在UASB、EGSB、IC反应器中，是其中的主要的设备也是其中重要的设备，它起到固、液、气三相分离的作用。三相分离器设计要求也相当严格，设计上的失误会导致固、液、气三相分离不*，出水CODCr升高，处理效果下降。性能良好的三相分离器是UASB、EGSB、IC反应器良好运行的保证。